天文学家调查双体黑洞合并的旋转以揭示它们是如何形成和演化的

随着双体黑洞合并目录的不断增加，研究人员可以研究这些系统的整体自旋特性，以揭示它们是如何形成和演化的。最近的工作描绘了一幅我们对合并的双体黑洞的自旋大小和方向的理解的矛盾画面，指出了不同的形成情况。最新得研究发表在《天体物理学报》上，解决了这些冲突，使我们能够了解双体黑洞的自旋分布。

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形成双体黑洞的途径主要有两条：第一条是通过"孤立"演化，这个过程是由双体中的两颗恒星的核心坍缩形成黑洞双体；第二条是"动态"演化，密集恒星群中的黑洞之间的相互作用可以导致一对黑洞相互捕捉，形成黑洞双体。

然而，这些途径在双体黑洞合并的自旋分布中显示出明显的特征。通过孤立演化形成的双星往往具有与轨道角动量紧密结合的自旋，而动态形成的系统的自旋是随机定向的，并且具有各向同性的自旋倾角分布。

在LIGO-Virgo的最新群体研究中，我们看到了这两种渠道的证据，然而，Roulet等人2021年的一项最新研究表明，该群体只与孤立的渠道一致。

这种不一致性引出了一个问题：我们如何能从同一个群体中获得不同的结论？答案是模型的错误规格化。以前的自旋模型并不是为了捕捉模型中可能的尖锐特征或自旋的亚种群而设计的。新的研究利用44个双星黑洞合并的目录，发现了黑洞双星自旋分布中的两个群体的证据：一个是可忽略不计的自旋，另一个是适度自旋，优先与轨道角动量对齐。

这一结果可以通过孤立的形成方案得到充分解释。大多数黑洞的原生者在恒星包层被双星伴星移除时失去角动量，形成自旋现象可被忽略的黑洞双星，而一小部分双星的第二生黑洞通过潮汐力相互作用旋转起来。

这项研究开辟了许多有趣的探索途径，例如，对这些不同亚群的质量和自旋之间的关系进行调查。调查这种相关性可以帮助提高我们模型的准确性，并使我们能够更好地区分双生黑洞的不同演化途径。

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