恒星级质量黑洞双星中的共振面锁定与自旋排列：致密双星形成的诊断

我们研究了天体物理形成场景对自旋黑洞双星进动动力学的影响，时间跨度直至它们进入第二代和第三代引力波探测器（如 Advanced LIGO/Virgo、LIGO-India、KAGRA 和爱因斯坦望远镜）的观测窗口。在潮汐相互作用能有效将几个太阳质量的黑洞前身星自旋与轨道角动量对齐的合理假设下，我们发现当黑洞变得可被引力波干涉仪探测到时，其自旋应预期优先位于一个平面内。这个“共振面”由条件 \Delta\Phi=0{\deg} 或 \Delta\Phi=+/-180{\deg} 确定，其中 \Delta\Phi 是黑洞自旋在垂直于轨道角动量的平面上的分量之间的夹角。如果能对大量引力波探测事件准确测量 \Delta \Phi 角，其分布将限制致密双星形成模型。特别是，它将告诉我们潮汐相互作用是否有效，以及质量转移、恒星风或超新星等机制是否能引发质量比反转（即较重的黑洞由最初较轻的恒星前身星产生）。因此，我们的模型在引力波测量与天体物理学之间提供了具体的观测联系。我们也希望它能激发对锁定在共振面内的双星的进动动力学、引力波模板放置和参数估计的进一步研究。