层级二进制黑洞合并率的红移演化可能导致 $z$-$\chi_{\rm eff}$ 相关性

来自引力波观测的证据日益增多，表明一些合并黑洞可能来自之前的合并。利用这些层级合并黑洞具有 $\chi \approx 0.69$ 无量纲自旋大小的预测，我们在引力波数据中识别出一个与稠密星团中层级合并来源一致的亚 Population。该亚 Population 的主质量分布峰值为 $17.0^{+18.3}_{-4.4},\mathrm{M}_{\odot}$，约为其次质量分布模式 ($10.5^{+29.7}_{-4.7},\mathrm{M}_{\odot}$) 的两倍，其自旋倾斜分布与各向同性一致。我们的推断次质量分布暗示，孤立二进制演化可能仍然需要解释 $9\,\mathrm{M}_{\odot}$ 峰的全部性。意外地，我们发现层级合并的率可能比该 Population 的其余部分更严格地随红移演化 ($98.0\%$ 置信度)：在 $z=0.1$ 处，所有二进制黑洞中层级形成的比例为 $0.03^{+0.05}_{-0.02}$，而在 $z=1$ 处为 $0.09^{+0.11}_{-0.07}$。这为先前发现的有效自旋分布随红移展宽提供了解释。我们的结果对星团形成历史具有启示意义，因为它们暗示可能存在高红移的大质量、紧凑星团。