GWTC-2 之后双黑洞形成通道的新见解：年轻星团 versus 孤立双星

随着第二份引力波瞬变源目录（GWTC-2）的近期发布（引入了数十个新探测），我们正处于引力波天文学的转折点，因为如今我们已能直接推断致密天体天体物理群体的约束。在此，我们着手解决理解双黑洞（BBH）并合起源这一紧迫问题。为此，我们利用最先进的种群合成与 N 体模拟来代表两种不同形成通道：在场中形成的 BBH（孤立通道）与在年轻星团中形成的 BBH（动力学通道）。随后我们采用贝叶斯层次方法推断混合比例 $f$ 的分布，其中 $f=0$（$f=1$）对应纯动力学（孤立）通道。我们探究了模型的额外超参数影响，如金属丰度弥散 $\sigma_{\text{Z}}$ 与描述自旋大小分布的参数 $\sigma_{\text{sp}}$。我们发现当 $\sigma_{\text{sp}}=0.1$ 且 $\sigma_{\text{Z}}=0.4$ 时，动力学模型略受偏爱，中位数 $f=0.26$。具有更高自旋大小的模型倾向于强烈偏爱动力学形成的 BBH（若 $\sigma_{\text{sp}}=0.3$ 则 $f\le{}0.1$）。此外，我们表明控制模型率的超参数（如 $\sigma_{\rm Z}$）对混合比例的推断有重大影响：当固定 $\sigma_{\text{sp}}=0.1$ 并将 $\sigma_{\text{Z}}$ 从 0.2 增至 0.6 时，$f$ 从 $0.18$ 升至 $0.43$。最后，我们当前的观测集更好地由两形成通道的组合描述，因为纯动力学情形在 $99\%$ 可信区间被排除，除非自旋大小很高。