使用稀疏天体物理模型重建黑洞 mergers 的起源

LIGO 和 Virgo 发现的二进制黑洞 mergers 的天体物理起源尚不确定。重建导致 mergers 的过程通常依赖于参数固定的天体物理模型，或可拟合观测数据的连续解析模型。鉴于天体形成机制的复杂性，这些方法通常无法充分考虑模型不确定性，也无法完全捕捉底层过程。本文提出了一种 mergers 人口分析，可将离散的模拟模型分布作为输入用于解释观测数据。该分析能够自然地将多个形成情景作为总观测数据的部分贡献者纳入考虑，并能自然地考虑模型不确定性。我们将该技术应用于调查 LIGO Virgo 观察的黑洞 mergers 的起源。具体而言，我们考虑了 AGN 辅助黑洞 mergers 分布模型，沿用了若干 SEVN 人口合成模型，这些模型在常包围效率参数 ($\alpha$) 和金属丝度 ($Z$) 上有所不同。我们使用 $87$ 例 BBH 检测（来自 $O1--O3$ 观测运行）估计了 AGN+SEVN 模型的后验分布。推断得到的总 mergers rate 为 $46.2 {Gpc}^{-3} {yr}^{-1}$，其中 AGN 子人群贡献 $21.2{Gpc}^{-3}{yr}^{-1}$，SEVN 子人群贡献 $25.0 {Gpc}^{-3}{yr}^{-1}$。