从引力波数据推断配对失稳质量间隙

我们利用非参数高斯过程模型对第三类引力波瞬时目录 (GWTC-3) 中的有效瞬时自旋参数 $\chi_{\rm eff}$ 进行分层贝叶斯推断。我们的分析揭示了在主质量为 $46^{+7}_{-5}\,M_\odot$ 处存在一个显著的分布转变。超过该质量，$\chi_{\rm eff}$ 分布变得更宽泛，接近围绕零对称，且中位数为 $-0.03^{+0.36}_{-0.59}$（90\% 可信区间）。这些结果与配对失稳质量间隙被由稠密星团中前一次合并残留物形成的黑洞所重复填充的情形相一致。然而，偏向正 $\chi_{\rm eff}$ 的非对称分布在当前数据下并未被排除。低于推断的转变质量处，我们限制第二代黑洞的比例为 $\lesssim 10\%$。这些结果为数据中存在的高质量和高自旋黑洞提供了无模型支持，与先前使用参数模型的工作一致。即将到来的引力波数据发布将是锐化对自旋对称性约束并阐明黑洞起源的关键。