通过迭代密度估计搜寻黑洞双星的子自旋群

试图理解通过引力波（GW）辐射探测到的双黑洞（BBH）系统形成机制的尝试受到许多未知因素和不确定性的影响，这些因素和不确定性来自观测和理论（天体物理建模）两方面。双星组件自旋被提出作为研究形成通道的手段，但考虑到几乎所有合并黑洞自旋的量级明显较低及其高测量不确定性，获得明确推断极具挑战性。即使对于比组件自旋测量更精确的有效对齐自旋 $\chi_{\mathrm{eff}}$，也需要特定的模型假设才能识别出任何清晰的趋势。在此，我们使用 GWTC-3 目录，通过基于迭代核密度估计（KDE）的方法，在最小假设下重构了 BBH 合并事件的组件质量与 $\chi_{\mathrm{eff}}$ 的联合分布。我们重现了先前分析中观察到的一些特征，例如低质量合并事件中 $\chi_{\mathrm{eff}}$ 较小但偏向正值；除了 $|\chi_{\mathrm{eff}}| \lesssim 0.2$ 的主体分布外，我们还识别出一个可能的高自旋 BBH 子群，其主星质量 $m_1 \gtrsim 40\,M_\odot$，$|\chi_{\mathrm{eff}}|$ 高达 $\sim\! 0.75$。这一发现与先前关于高质量处存在更宽自旋分布的研究一致，表明高自旋系统具有独特的起源。我们还识别出低质量 BBH 的一个新潜在趋势：在 $10$--$15\,M_\odot$ 范围内，$\chi_{\mathrm{eff}}$ 对 $m_1$（$m_2$）的导数为正（负）。这种表观结构可能与先前报道的质量比和 $\chi_{\mathrm{eff}}$ 之间的反相关有关。