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视向远景:利用引力波目录探测黑洞光谱的演化

广义相对论与量子宇宙学 2025-10-16 v2

摘要

目前通过引力波观察到的黑洞人口覆盖了局部宇宙至红移z1z\lesssim 1(最重的合并双星)或z0.25z\lesssim 0.25(低质量黑洞双星,BBH)。BBH质量谱随时间演化将是形成通道和环境的重要探针。我们展示了一种BBH合并率重建方法,允许二体质量和亮度距离或红移存在一般依赖关系,并考虑选择效应,通过迭代核密度估计(KDE)实现,其中优化了多维带宽。在各种详细假设下进行此类重建,我们发现BBH质量随红移演化没有显著证据。最多,可能表明对于主质量m150Mm_1\gtrsim 50 M_\odot的事件,合并率随红移增加;对于主质量m140Mm_1 \lesssim 40 M_\odot的事件,合并率随红移降低。我们将这些发现与之前的研究进行比较,并警告不要过度解读当前稀疏的数据。显著升级的探测器和/或设施,以及更长的观测时间,都是充分利用BBH质量分布与红移相关性的必要条件。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.06451,
  title  = {Looking To The Horizon: Probing Evolution in the Black Hole Spectrum With Gravitational Wave Catalogs},
  author = {Jam Sadiq and Thomas Dent and Ana Lorenzo-Medina},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.06451},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 15 figures