孤立型还是动力学型？通过引力波源星系中黑洞双星形成的星系演化推断

LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）合作观察到的双黑洞（BBH）合并人群为宇宙紧凑双星演化及其形成提供了窗口。我们采用半分析人群合成代码 B-POP 来建模通过孤立双星演化和年轻、全球星系及核星系中动力学相互作用组装的 BBH。我们的框架融合了星系形成历史、金属丰度演化，以及单体和双星演化，以量化其对可观测 BBH 人群属性以及不同形成通道相对贡献的影响。我们的模型以合并率 $\mathcal{R} = 17.5-24.1\mathrm{Gpc}^{-3}\mathrm{yr}^{-1}$ 为特征，与 LVK 的约束范围相当。此外，预测的初始质量、质量比及有效轨道自旋参数分布均与当前 LVK 观察推断结果相符。我们的初始质量分布在 $m_1 < 20$ M$_\odot$ 时以孤立双星为主导，而动力学组装的第一代及更高代合并在更大质量范围内占据主导地位。因此，$m_1 > 45$ M$_\odot$ 的亚人群合并具有近似平坦的质量比分布及独特的自旋特征。我们利用模型探索：（i）星体在孤立双星中的比例以及星系中致密质量束缚比例如何调节合并率；（ii）常见包绕物理如何塑造初始质量分布及其红移演化；（iii）包括星体碰撞产物后，如何增强更高代合并的形成；（iv）出生自旋分布如何影响有效自旋。使用模型评估所选 GW 事件的可能起源，我们说明了底层天体物理过程的复杂性如何阻碍人们得出决定性结论。