谁点的单？论 LIGO 并合双黑洞的起源

LIGO 对来自双黑洞并合引力波的探测是一个出乎意料的惊喜，立即引发了问题——这些黑洞双星的起源是什么？“最简单”的情景是大质量恒星场双星演化。然而，亦有人提出涉及俘获的其他可能性。我们在此探索这一谜题上更有趣的线索之一：所得黑洞自旋相对温和，意味着前身黑洞并未快速自转。更具体地，我们考虑观测到的质量加权投影（沿轨道轴）自旋 $\chi_{\rm eff}$ 的分布对场演化情景的启示。所有案例中 $\chi_{\rm eff}$ 均很小，且其中两例的最佳拟合值为负。仅一起事件的自旋在 90\% 可信度下为正。这些观测在场双星情景中令人困惑，该情景预期正的高自旋（$\chi_{\rm eff} \ge 0.5$）。初看可能以为这排除了场演化情景。确实我们表明，在典型参数下相当大比例（$\ge 25\%$）的并合应具有高效自旋值。然而，公共包层阶段（典型间距与恒星是否自转）及大质量恒星演化晚期（星风强度）结果的不确定性，使得目前无法排除这些情景。虽高效自旋并合的观测将支持此情景，未来负自旋并合的观测则将排除之。