双黑洞的低有效自旋及其对单个引力波事件的启示

尽管 Advanced LIGO 与 Virgo 引力波实验现已定期观测到双黑洞并合，但这些事件的演化起源仍是一个谜。对双黑洞自旋分布的分析或可揭示这一谜团，为区分不同的双星形成通道提供手段。利用 Advanced LIGO 与 Virgo 第一次和第二次观测运行的数据，本文旨在仔细刻画双黑洞中有效自旋的分布，在考虑选择效应以及自旋与其他黑洞参数间简并的情况下，分层地测量该分布的均值 $\mu$ 与方差 $\sigma^2$。我们证明已知的双黑洞群体具有较小的自旋，$\mu \sim 0$，且分布非常窄，在 95% 可信度下 $\sigma^2 \leq 0.07$。接着我们探讨这些群体性质对单个双黑洞并合自旋的启示，在对有效自旋施加群体信息先验的条件下重新分析已有的引力波事件。此前排除有效自旋为零的双黑洞 GW170729，现在在约 10% 可信度下与零有效自旋一致。更广泛地，我们发现无信息自旋先验通常会高估致密双星并合的有效自旋大小。