挑剔的伴侣：双黑洞并合中的组分质量配对

我们研究了并合双黑洞（BBH）系统中单个黑洞（BH）质量之间的关系。通过分析 LIGO/Virgo 前两次观测运行的十次 BBH 探测，我们发现构成每个双星的组分黑洞质量不太可能从同一潜在分布中随机抽取。相反，给定双星的两个黑洞倾向于具有相近质量。我们表明，给定双星中组分黑洞总是相等（在 5% 以内）的可能性约为它们随机配对可能性的 $\sim 5$ 倍。如果我们假设两个黑洞间并合的概率随质量比 $q$ 按 $q^\beta$ 缩放，使得 $\beta=0$ 对应随机配对，我们发现 $\beta>0$ 在 0.987 可信度下更受支持。通过建模质量分布，我们发现中位质量比在 90% 可信度下为 $q_{50\%} = 0.91^{+0.05}_{-0.17}$。虽然黑洞间的配对依赖于其质量比，但我们未发现其依赖于系统总质量的证据：配对纯粹依赖于质量比而非总质量的可能性约为 $\sim 6$ 倍。我们预测 LIGO/Virgo 探测到的 99% 的 BBH 将具有质量比 $q > 0.5$。我们得出结论，并合黑洞并不形成随机配对；相反它们对伴侣具有选择性，偏好与质量相近的黑洞结合。这些选择性配对的细节为并合双星的潜在形成通道提供了见解。