利用自旋理解LIGO黑洞的形成
高能天体物理现象
2018-02-21 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
迄今为止，随着先进LIGO探测器探测到四个候选双黑洞(BBH)并合事件，约束BBH并合族的性质以更好地理解这些系统的形成成为可能。黑洞(BH)自旋取向是形成历史最干净的判别量之一，在致密恒星环境中动力学形成的双星中的黑洞预期自旋各向同性分布，相比之下，孤立星族中恒星演化预期诱导黑洞自旋优先与轨道角动量对齐。在这项工作中，我们提出了一种简单的、与模型无关的方法来表征LIGO的BBH星族的自旋性质。利用双星的有效自旋测量（这是LIGO约束最好的自旋参数），我们引入一个简单的参数来量化星族中各向同性分布的比例，而不管该星族的自旋大小分布如何。一旦确定了星族的取向特征，我们展示了如何利用有效自旋测量直接约束潜在的BH自旋大小分布。尽管我们发现当前大多数有效自旋测量太小而信息量不足，但利用LIGO的四个BBH候选事件，我们发现相对于各向同性自旋的星族，略微偏好具有对齐自旋的潜在星族（赔率为1.1）。我们认为，凭借数十次额外探测，将有可能以高置信度区分对称和反对称星族，尽管混合星族可能需要显著更多的探测才能解开。我们还推导了在对齐或各向同性星族假设下LIGO黑洞的初步自旋大小分布。
引用
@article{arxiv.1709.07896,
title = {Using spin to understand the formation of LIGO's black holes},
author = {Ben Farr and Daniel E. Holz and Will M. Farr},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.07896},
year = {2018}
}