年轻大质量星团与孤立双星并合双黑洞中的对称性破缺

迄今观测到的双黑洞 (BBH) 并合事件的性质暗示了自旋-轨道对齐并合的偏好。这自然引起了广泛关注，并引发关于各类并合形成通道含义的推测。本文表明：(i) 不仅孤立双星的 BBH 并合族，而且 (ii) 年轻大质量星团 (YMC) 中形成的 BBH 族，在事件有效自旋参数 ($\chi_{\rm eff}$) 的分布上都将具有偏向对齐并合的不对称性。在我们的分析中，利用了来自前沿 YMC 的 N 体演化模型与孤立双星种群合成的 BBH 并合结果。我们首次在此类分析中纳入了由 natal kicks 与动力学相遇共同导致的未对齐。YMC 的 $\chi_{\rm eff}$ 分布具有均值（反对齐并合分数）$\langle\chi_{\rm eff}\rangle\leq0.04$ ($f_X-\approx40\%$) ，小于（大于）但一致于 LIGO-Virgo-KAGRA 合作组种群分析所得的观测不对称性 $\langle\chi_{\rm eff}\rangle\approx0.06$ ($f_X-\approx28\%$)。相比之下，仅孤立双星往往产生强得多的不对称性；对测试的物理模型，$\langle\chi_{\rm eff}\rangle\approx0.25$ 且 $f_X-\lesssim7\%$。尽管 YMC 的 $\chi_{\rm eff}$ 分布更近似观测对应体，但无任何通道正确重现观测分布。我们的结果表明，要理解 BBH 并合族“对称性破缺”的物理，有必要对孤立双星与动力学通道作进一步广泛模型探索，并获得更好的观测约束。