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从 GWTC-4.0 引力波目录重建二体黑洞质量演化

高能天体物理现象 2026-03-12 v2

摘要

二体黑洞(BBH)质量分布及其随红移变化提供了对不同致密天体形成通道及其对宇宙时间和星际性质(如金属度和星形成历史)依赖性的关键见解。我们提出了一种基于 LIGO-Virgo-KAGRA(LVK)引力波目录 GWTC-3 和 GWTC-4 的 BBH 质量分布红移演化的非参数框架。该方法在贝叶斯框架下同时搜索低红移人口的线性和二次红移演化特征,同时考虑探测器选择效应。我们发现,在质量范围(m50Mm \gtrsim 50\,M_\odot)内,质量分布呈现出线性红移依赖性的证据,而低质量系统则无显著演化。二次项与零一致,表明简单的线性依赖关系足以描述至红移 z1z \sim 1 的人口。随着未来更多引力波源的加入,该技术将揭示 BBH 人口中细微的演化特征,为黑洞形成的宇宙历史提供新视角。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.25356,
  title  = {The Non Parametric Reconstruction of Binary Black Hole Mass Evolution from GWTC-4.0 Gravitational Wave Catalog},
  author = {Samsuzzaman Afroz and Suvodip Mukherjee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.25356},
  year   = {2026}
}

备注

8 + 7 (references and appendix) Pages, 5 + 4 (appendix) figures