Black hole quasinormal modes in the era of LIGO
经过漫长的等待，引力波天文学终于开始了。二元黑洞合并正在被LIGO和Virgo探测到，理论家们开始收到大量需要分析的数据。在这一点上，我们终于可以开始测试引力的替代理论和紧凑物体的不同模型。一个强有力的工具是背景时空的微扰分析。本文从线性微扰理论出发，简要介绍了黑洞准正规模的概念和分析方法，并简要讨论了最近探测到的引力波信号的数值计算方法和天体物理意义。有了这些基本成分，更复杂的分析和应用是可能的。
2018-01-25 astro-ph.HE gr-qc
The branching ratio of LIGO binary black holes
引力波（GW）观测发现的双黑洞（BBH）的形成大致可以分为两类：通过场双演化形成的BBH和在致密恒星系统中动态组装形成的BBH。BBH的分支比是指每个通道的贡献。动态组装通道将预测BBH的有效自旋的对称分布，而场形成预测BBH具有正的有效自旋。通过对这两个群体的有效自旋分布进行建模，我们发现在LIGO/Virgo探测到的10个BBH中，动态组装BBH的贡献大于50%，置信度为90%。这个结果是基于这样的假设，即场双星出生时具有正的有效自旋，而不限于具有小的值。
2020-03-05 astro-ph.HE gr-qc
Binary Black Hole Mergers from Globular Clusters: Implications for Advanced LIGO
预测的双黑洞从星系场合并的速度可以在几个数量级上变化，并且对恒星演化的假设非常敏感。但在球状星团等致密恒星环境中，二元黑洞通过众所周知的引力相互作用形成。在这封信中，我们研究了黑洞双星的形成，在广泛收集的现实球状星团模型。通过将这些模型与观测到的银河系和河外球状星团进行比较，我们发现动态形成的双星合并可以以每年约100的速度被检测到，这可能主导了双星黑洞合并的速度。我们还发现，大多数星团形成的双星比它们的场形成的双星质量更大，这表明先进的LIGO可以识别某些双星起源于致密的恒星环境。
2015-12-21 astro-ph.HE gr-qc
Fermi GBM follow-up of LIGO-Virgo binary black hole mergers -- detection prospects
费米-伽马射线暴监测器观测到了一个1秒长的伽马射线信号（GW 150914-GBM），该信号在双星黑洞合并GW 150914的第一次引力波探测后0.4秒开始。GW 150914-GBM与短伽马射线暴起源一致;然而，由于低伽玛射线通量和费米-GBM的不利位置的组合，无法明确声明这两个信号的物理关联。在这里，我们回答以下问题：如果GW 150914和GW 150914-GBM是关联的，有多少LIGO-Virgo双黑洞合并费米-GBM必须跟进，以检测第二个来源？为了回答这个问题，我们进行模拟观测的二元黑洞合并与LIGO-Virgo和采用不同的方案，从文献中的伽马射线发射。我们计算了LIGO-Virgo探测到的模拟双星黑洞合并数与Fermi-GBM探测到的伽马射线对应物数的比值，以及BBH与GRB的比值。这里考虑的大多数模型预测BBH与GRB的比率在5到20的范围内，但对于乐观的情况，可以低至2或悲观的假设高达700。因此，我们预计，第三次观测运行，其高比率的二进制黑洞检测和假设的联合检测的情况下，将提供强有力的约束所提出的模型。
2019-07-11 astro-ph.HE gr-qc
Pearson cross-correlation in the first four black hole binary mergers
采用Pearson互相关方法对GW150914、GW151012、GW151226和GW170104等事件的LIGO Hanford和LIGO Livingston探测器数据流进行了分析。我们发现，皮尔逊互相关方法是敏感的，这些信号，与相关性达到峰值时，由LIGO科学和处女座合作重建的黑洞二进制文件，合并。我们比较得到的互相关与统计相关性波动所产生的模拟高斯噪声数据和LIGO数据的时候，没有事件被要求。我们对观测到的互相关的显著性的结果与LIGO Scientific和Virgo Collaborations基于匹配滤波器分析所宣布的结果大致一致。在相同的数据中，如果我们减去对应于通告信号的极大似然波形，则没有残留互相关保持在统计显著水平。
2020-12-02 astro-ph.HE gr-qc
Where are LIGO's Big Black Holes?
在LIGO的O 1和O2观测运行中，探测器对组分质量高达$100\,M_\odot$的恒星质量双星黑洞合并敏感，其中初级质量高于$40\,M_\odot$的双星代表总可访问敏感体积的$\gtrsim90\%$。尽管如此，在LIGO-Virgo报告的5.9次探测中（GW 150914，LVT 151012，GW 151226，GW 170104，GW 170608，GW 170814），探测到的质量最大的双星是GW 150914，其主要成分质量为$\sim36\,M_\odot$，远低于探测质量极限。此外，理论上也有支持上质量间隙的论点，预测在质量范围$50\lesssim M\lesssim135\,M_\odot$内不存在黑洞。我们认为，没有检测到的二元系统与组件的质量比$\sim40\,M_\odot$重可能是初步的证据，这个上质量差距。通过允许存在的质量差距，我们发现较弱的约束的形状的基本质量分布的二元黑洞。我们适合一个幂律分布与上质量截止真实和模拟BBH质量测量，发现前3.9 BBH有利于浅的幂律斜率$α\lesssim 3$和上质量截止$M_\mathrm{max} \sim 40\,M_\odot$。这种推断的分布与最近报告的两个检测结果GW 170608和GW 170814完全一致。我们表明，$\sim10$额外的LIGO室女座BBH检测，拟合BH质量分布将提供强有力…
2017-11-28 astro-ph.HE gr-qc
Impact of LIGO-Virgo black hole binaries on gravitational wave background searches
我们研究了LIGO-Virgo目前探测的黑洞二元种群对未来寻找原始引力波背景的影响。我们估计的前景所产生的二进制使用观察到的事件率和一个简单的建模的黑洞人口。我们从前景中减去单独可分辨的二进制，并利用Fisher分析来推导幂律信号的灵敏度曲线，包括这些天体物理前景。即使在乐观的假设下，我们发现未来实验的范围也会严重缩小。
2023-02-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Thanks for the memory: measuring gravitational-wave memory in the first LIGO/Virgo gravitational-wave transient catalog
引力波记忆是广义相对论的一种强场效应，表现为时空中的永久位移。我们开发了一个贝叶斯框架来检测引力波记忆与先进的LIGO/Virgo探测器网络。我们将此算法应用于LIGO/Virgo的第一个瞬态引力波目录中的10个二元黑洞合并。我们没有发现记忆的证据，这与预期一致。为了估计何时会检测到内存，我们使用目前最好的人口估计构建一个现实的样本的二元黑洞观测LIGO/处女座在设计灵敏度。我们表明，$\mathcal{O}(2000)$二元黑洞观测的合奏可以用来找到明确的证据引力波记忆。我们的结论是，记忆很可能是在早期A+/处女座+时代检测到的。
2019-11-28 astro-ph.HE gr-qc
Test the growth models of black hole by jointing LIGO and Insight-HXMT observations
黑洞的生长模型至今仍是一个有争议的话题。在静态度规中，所有落入的物质都必须在黑洞的事件视界之外积累，就像一个遥远的外部观察者所记录的那样。在含时度规中，所有落入黑洞的物质都能在很短的时间内落入最终黑洞事件视界。我们通过结合LIGO和Insight-HXMT观测来测试这两个增长模型。我们发现稳态模型与LIGO和Insight-HXMT观测结果不一致。
2021-09-15 astro-ph.HE
Unraveling the origin of black holes from effective spin measurements with LIGO-Virgo
本文研究了如何利用LIGO-Virgo引力波探测到的双黑洞合并的有效自旋参数信息来判别合并黑洞的起源。计算了原初黑洞有效自旋参数的概率分布函数。利用LIGO-Virgo观测，我们计算了不同模型下黑洞自旋大小和排列分布的比值比。我们评估的后验概率密度为可能的混合物的天体物理和原始黑洞出现从目前的数据，并计算未来的合并事件的数量需要区分不同的自旋和对齐模型在给定的统计意义。
2019-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A trend in the effective spin distribution of LIGO binary black holes with mass
引力波（GW）观测发现的双黑洞（BBH）可大致分为两种形成通道：通过场双演化形成的通道和在致密恒星系统中动态聚集形成的通道。这些形成通道中的每一个及其子通道在有效自旋质量（$χ_{\rm eff}-M$）平面中占据不同的区域。根据不同通道的分支比，BBH的集合可以在该平面中显示出趋势。在这里，我们拟合了$χ_{\rm eff}$的质量依赖分布的GWTC-1 BBH从先进的LIGO和先进的处女座的第一次和第二次观测运行。在75%和80%置信度下，质量与平均有效自旋（$\barχ_{\mathrm{eff}}$）呈负相关，与平均有效自旋的色散（$σ_{χ_\mathrm{eff}}$）呈正相关。这种趋势对质量变量的选择是稳健的，但当质量变量被认为是二进制啁啾质量时，这种趋势最为明显。这一结果与GWTC-1星表中动态组装和现场二进制的重要贡献是一致的。即将发布的LIGO O3 a数据将严格测试这一解释。
2020-03-09 astro-ph.HE gr-qc
LIGO GW150914 and GW151226 Gravitational Wave Detection and Generalized Gravitation Theory (MOG)
研究了广义引力理论中的引力波的性质。本文导出了两个致密天体的螺旋双星系统的线性化场方程和度规张量四极矩幂和半径减小量。描述自旋黑洞的广义克尔度规由其质量$M$和自旋参数$a=cS/GM^2$决定。LIGO-Virgo合作数据与较小的二元黑洞质量相吻合，与当前电磁，观察到的X射线二元黑洞质量上限$M\lesssim 10M_\odot$一致。
2016-11-16 astro-ph.HE gr-qc
Disk draining in LIGO progenitor black hole binaries and its significance to electromagnetic counterparts
本文通过二维流体动力学模拟发现，双黑洞旋进过程中激发的螺旋波会加速遗迹吸积盘的质量和角动量传输，导致吸积盘在黑洞合并前被排空，从而降低了探测到电磁对应体的可能性。
2025-03-01 astro-ph.HE gr-qc
Dynamical formation signatures of black hole binaries in the first detected mergers by LIGO
恒星质量黑洞-黑洞双星的动力学形成一直是激光干涉引力波天文台（LIGO）的一个有希望的引力波源。质量分离、引力聚焦和多体动力学相互作用自然地增加了致密恒星系统中质量最大的黑洞之间的相互作用速率，最终导致它们合并。我们发现，动力学相互作用，特别是三体双星的形成，提高合并率的黑洞双星的总质量M_tot大致为~M_tot^beta，β>~ 4。我们发现，这种关系大多独立于初始质量函数，但确切的值取决于质量分离的程度。这种大质量黑洞双星的探测率只有通过LIGO对M_tot <~ 80太阳质量的大质量黑洞双星的更高灵敏度才能进一步提高。我们发现，对于幂律BH质量函数dN/dM ~ M^-α，α <~ 2，LIGO最有可能探测到质量是最大初始黑洞质量两倍且质量比接近1的黑洞双星。星团内黑洞的重复合并导致大约5%的合并被观察到是最大初始黑洞质量的2到3倍。利用这些关系，人们可以将观测到的分布反演为初始质量函数，并多次探测到合并的黑洞双星。
2016-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
The directional isotropy of LIGO-Virgo binaries
本研究通过偶极模型分析LIGO-Virgo第三次观测运行中的57个引力波信号，发现双黑洞总角动量方向与空间分布均与各向同性和均匀性一致，未发现特殊方向，并公开了代码与数据。
2023-04-26 astro-ph.HE gr-qc
Posterior samples of the parameters of binary black holes from Advanced LIGO, Virgo's second observing run
利用LIGO和Virgo天文台的引力波开放数据，对观测到的7个双星黑洞合并事件（GW170104、GW170608、GW170729、GW170809、GW170814、GW170818和GW170823）进行了参数估计分析。我们描述的方法，使用引力波数据的参数估计的致密双星，我们提出的推断天体物理参数的后验分布。我们发布了后验概率密度函数的样本，并提供了有关使用和复制本文所述结果的教程。
2019-06-03 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Inferring Parameters of GW170502: The Loudest Intermediate-mass Black Hole Trigger in LIGO's O1/O2 data
引力波（GW）测量提供了天体物理学黑洞质量的最强大的约束。使用最先进的GW信号模型和独特的参数估计技术，我们推断了LIGO在2015年至2017年期间发现的最大边缘触发GW 170502的源参数。如果这个触发被假定为一个二进制黑洞合并，我们发现它对应于一个总质量的源框架中的$157^{+55}_{-41}~\rm{M}_\odot$在红移$z=1.37^{+0.93}_{-0.64}$。在90%的置信度下，将初级和次级黑洞质量分别约束为$94^{+44}_{-28}~\rm{M}_{\odot}$和$62^{+30}_{-25}~\rm{M}_{\odot}$.在所有的信号模型，我们发现$\gtrsim 70\%$概率的有效自旋参数$χ_\mathrm{eff}>0.1$。此外，我们发现，在分析中纳入高阶模式缩小了10%的置信区域的主要黑洞质量，然而，这些模式的数据中的证据仍然可以忽略不计。在这项研究中概述的技术可能会导致强大的推断的物理参数的所有中等质量的黑洞二进制候选人$(\gtrsim100~\mathrm{M}_\odot)$在当前的GW网络。
2020-08-31 astro-ph.HE gr-qc
On stellar-mass black hole mergers in AGN disks detectable with LIGO
LIGO可探测到的黑洞合并可以发生在活动星系核（AGN）盘中。在这里，我们参数化的合并率，质量谱和黑洞（BH）在活动星系核盘的自旋谱。预测的合并率跨越$\sim 10^{-4}-10^{4} \rm{Gpc}^{-1} \rm{yr}^{-1}$，所以LIGO（$<212\rm{Gpc}^{-1}\rm{yr}^{-1}$）的上限已经限制了它。预测的质谱具有由预先存在的BH幂律质谱和合并产生的更硬的幂律质谱组成的破幂律的形式。预测的自旋谱是多峰的逆行自旋BH的气体盘的演变起着关键作用。我们概述了这个通道的每个LIGO观测值的大的不确定性，我们讨论了在未来可以约束它们的方法。
2018-01-30 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Multiband Observation of LIGO/Virgo Binary Black Hole Mergers in the Gravitational-wave Transient Catalog GWTC-1
先进的LIGO和Virgo探测器开启了研究宇宙中黑洞（BH）的新时代。一群恒星质量的双星BH（BBH）被发现比以前预期的要重。这些重型BBH为我们提供了一个机会，实现多波段观测与地基和天基引力波（GW）探测器。在这项工作中，我们使用的BBH发现的LIGO/Virgo合作作为不容置疑的例子，并详细研究了在不久的将来与GW探测器的多波段观测的前景。我们将Fisher矩阵应用于旋转，非旋进的吸气合并振铃波形，同时充分考虑天基GW探测器的运动。我们的分析表明，探测器的分赫兹灵敏度有望记录恒星质量的BBH信号具有非常大的信噪比，并提供准确的参数估计，包括天空的位置和时间合并。此外，多个探测器的组合将实现对BBH性质的前所未有的测量。作为一个明确的例子，我们提出了多波段的敏感性，一般偶极辐射的黑洞，这是非常重要的等效原理的基础上的引力，特别是那些理论预测曲率诱导标量化的黑洞。
2020-05-27 astro-ph.HE gr-qc
Detecting gravitational-wave memory with LIGO: implications of GW150914
高级LIGO可能很快就能每年探测到数百个双黑洞合并。我们展示了如何积累许多这样的测量将允许检测引力波记忆：来自强场，广义相对论效应的时空的永久位移。我们估计，在设计灵敏度下运行的高级LIGO可能能够对存储器进行信噪比3（5）的检测，其中约35（90）个事件的质量和距离与GW 150914相似。我们强调将高阶引力波模式的参数估计的二进制黑洞合并的重要性，并描述我们的方法也可以用来检测高阶模式之前，先进的LIGO达到设计灵敏度。
2016-07-14 astro-ph.HE gr-qc
Black Holes LIGO/Virgo Domination and Single-lined Binaries with a Black Hole Candidate Component
在这封信中，我们注意到，在LIGO / Virgo实验中观察到的黑洞探测率与双星中子星探测率之比需要假设大质量恒星“保守”坍缩成黑洞：坍缩恒星的几乎所有质量都在视界之下。这与LIGO/Virgo探测到的大质量黑洞是一致的。另一方面，在坍缩成黑洞的过程中，物质损失很小的假设与单线双星的小偏心率是一致的。同时，解释了在有蓝色恒星的双星系统中，大多数黑洞没有X射线的现象。我们认为，三套LIGO / Virgo的观测和数据的单线双星与候选黑洞组件确认的情况下，大规模的场双星的演变。
2021-01-22 astro-ph.HE hep-th
Are LIGO's Black Holes Made From Smaller Black Holes?
一个被提出的恒星质量黑洞（BH）的形成通道是通过较小黑洞的分级合并。质量相当的黑洞之间的重复合并会在最终黑洞的自旋上留下印记，因为最终黑洞的自旋在很大程度上取决于双星的轨道角动量。我们发现，对于恒星质量BH形成等级的自旋幅度分布是普遍的，在$a \sim 0.7$和小支持$a \sim 0.5$以下的峰值。我们表明，自旋分布是强大的合并双星的质量比的变化，初始自旋分布的第一代BH，合并世代的数量。虽然我们假设初始自旋方向的各向同性分布，但优先对齐或反对齐的自旋不会定性地改变我们的结果。我们还考虑了BH形成的“集群灾难”模型，在该模型中，我们允许任意质量比的合并，并表明这种情况下预测一个独特的自旋分布，这是类似于主要专业的普遍分布。我们探索的能力，自旋测量地面引力波（GW）探测器约束层次合并的情况。我们采用分层贝叶斯混合模型模拟GW数据，并认为通过分层合并形成的BH的比例将受到$\mathcal{O}(100)$ LIGO二元黑洞检测的约束，而与$\mathcal{O}(10)$检测，我们可以伪造一个模型，其中所有组件BH形成分层。
2017-06-01 astro-ph.HE gr-qc
Nonparametric analysis of correlations in the binary black hole population with LIGO-Virgo-KAGRA data
本文利用贝叶斯非参数模型PixelPop分析LIGO-Virgo-KAGRA前三轮观测数据，高分辨率测量双黑洞质量、红移与自旋的成对分布，发现质量谱无红移演化证据，并揭示自旋与质量比及红移存在相关性但显著性低于参数模型。
2025-07-01 astro-ph.HE gr-qc
Progenitors of binary black hole mergers detected by LIGO
简要讨论了在LIGO O1科学运行期间探测到的大质量近距离双星黑洞的可能形成机制，这些黑洞可以在哈勃时间合并产生强大的引力波爆发。这些途径包括从低金属丰度大质量双星演化、球状星团的动力学形成和原始黑洞。讨论了LIGO GW 150914和LTV 151012事件的低有效黑洞自旋。人口合成计算的预期自旋和啁啾质量分布的标准场大规模的二进制形成通道不同的金属丰度（从零金属人口III星太阳金属丰度）。我们的结论是，合并的双黑洞可以包含来自不同的形成渠道，歧视之间的质量和自旋测量正在进行的和未来的引力波观测统计数据的增加，可以作出。
2017-02-26 astro-ph.HE
A Distant Origin For Magnified LIGO/Virgo Black Holes Implied By Binary Component Masses
LIGO/Virgo报告的二元黑洞（BBH）的初级和次级质量与窄色散相关，该色散似乎与质量成比例增加。我们显示的平均二进制质量比$1.45\pm0.07$是一致的对随机抽取的质量分布的黑洞在我们的银河系。然而，BBH质量集中在$\simeq 30M_\odot$周围，而我们银河系中的黑洞在$\simeq 10M_\odot$处达到峰值。这种质量差异可以通过引力透镜放大来调和，引力透镜放大允许用典型的$z\simeq 2$来检测遥远的事件，因此波形的频率降低了$1+z$，因此测量的啁啾质量看起来比它们的固有值大3倍。这种红移的增强也解释了主质量和次质量的分散，两者都应该以$1+z$的形式增加，因此似乎与质量成比例，与数据一致。因此，BBH分量质量为透镜效应提供了独立的支持，这意味着大多数高啁啾质量事件具有像我们银河系中的恒星质量黑洞一样的固有质量，在$z>1$中合并，只有两个低质量BBH检测到$\simeq 10M_\odot$，正如本地宇宙中的无透镜事件$z\simeq 0.1$所预期的那样。这种透镜效应的解决方案需要一个快速下降的BBH事件率低于$z<1$，这与观察到的BBH自旋的缺乏一起表明，大多数事件起源于年轻的球状星团在$z>1$，通过有效的二进制捕获的恒星质量的黑洞与随机取向的自旋。
2020-02-12 astro-ph.HE gr-qc
External Attention Transformer: A Robust AI Model for Identifying Initial Eccentricity Signatures in Binary Black Hole Events in Simulated Advanced LIGO Data
提出基于 external attention transformer 与 CNN 结合的框架，用于在模拟 Advanced LIGO 数据中高效识别偏心率双黑洞引力波事件并准确表征其源属性。
2025-09-15 astro-ph.HE gr-qc
GW190521 and the GWTC-1 Events: Implication on the Black Hole Mass Function of Coalescing Binary Black Hole Systems
随着黑洞质量函数（BHMF;假设在$\sim 40\,M_\odot$的质量指数截止）的合并二进制黑洞系统与先进的LIGO/Virgo网络的O 1运行中检测到的事件构建，梁等。（2017）预测，最轻的中等质量黑洞（LIMBH;最终质量为$\gtrsim 100\,M_\odot$）的诞生很可能被先进的LIGO/Virgo探测器在其O3运行中捕获。然而，O 1和O2观测运行数据强烈支持BHMF的截止比指数截止更尖锐。在这项工作中，我们表明，一个幂律函数，然后突然下降在$\sim 40\,M_\odot$的$\sim $几十倍，然后一个新的幂律组件扩展到$\geq 100M_\odot$是一致的O 1和O2观测运行数据。有了这个新的BHMF，在先进的LIGO/Virgo的O3观测运行中可以检测到相当多的LIMBH事件。第一个LIMBH诞生于GW 190521，在先进的LIGO/Virgo网络的O3运行的早期阶段检测到的事件，为我们的假设提供了额外的动机。
2020-09-08 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from Population III binary black holes are consistent with LIGO/Virgo O3a data for the chirp mass larger than $\sim 20M_{\odot}$
LIGO/Virgo O3 a观测到的双黑洞合并的概率数分布函数具有双峰，分别是啁啾质量$M_c$、总质量$M_t$、主黑洞质量$M_1$和次黑洞质量$M_2$的函数.较大的啁啾质量峰位于$M_c \cong 30 M_{\odot}$。$M_2$与$M_1$的分布遵循$M_2\cong 0.7M_1$的关系。对于$f(M) \propto M^{-α}$形式的星族III星初始质量函数，用$0\leq α\leq 1.5$进行的星族合成数值模拟与$M_c \gtrsim 20M_{\odot}$的O3 a数据一致.模拟数据的$M_2$与$M_1$的分布也与O3 a数据的$M_2\cong 0.7M_1$关系一致。
2021-09-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A follow-up on intermediate-mass black hole candidates in the second LIGO-Virgo observing run with the Bayes Coherence Ratio
对中等质量黑洞群（$10^2-10^6$ $M_{\odot}$）的探测将为它们的形成环境提供线索（例如，活动星系核盘、球状星团），并照亮了产生超大质量黑洞的潜在途径。地面引力波探测器对合并非常敏感，合并可以形成重达$\sim 450\ M_{\odot}$的中等质量黑洞。然而，地面探测器数据包含许多不相干的短时间噪声瞬变，可以模拟合并中等质量黑洞的引力波信号，限制了搜索的灵敏度。在这里，我们后续的二进制黑洞合并的候选人使用的排名统计，测量的一致性或不一致性的触发多探测器数据。我们使用这个统计数据对候选事件进行排名，这些事件最初是由全天空搜索管道识别的，使用LIGO第二次观测运行的数据，使用实验室框架总质量$>55\ M_{\odot}$。我们的分析没有提供新的中等质量黑洞的证据。然而，我们发现支持八个恒星质量的二元黑洞没有报告的第一个LIGO-Virgo引力波瞬态目录GWTC-1，其中七个以前已被其他目录。
2023-03-03 astro-ph.HE gr-qc physics.data-an
A New Search Pipeline for Compact Binary Mergers: Results for Binary Black Holes in the First Observing Run of Advanced LIGO
在本文中，我们报告了一个新的和独立的管道，用于分析公共数据的第一次观测运行的先进LIGO紧凑的二进制系统的合并。该流水线结合了不同的技术，并在其所有阶段（包括搜索设计、构造模板库的方法、检测坏数据段的自动例程）做出独立的实现选择（“毛刺”）并将良好的数据与之隔离，说明检测器噪声的非平稳性质的过程，单检测器级的信号质量否决和组合多检测器结果的方法。我们的管道使我们能够在公开的LIGO数据中识别新的二元黑洞合并GW151216。本文作为管道的重要阶段的鸟瞰图。各个阶段的全部细节和推导将出现在随附的论文中。
2019-03-19 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Evidence for hierarchical black hole mergers in the second LIGO--Virgo gravitational-wave catalog
我们研究了第二个LIGO-Virgo引力波瞬变星表中合并的双黑洞的布居性质，假设它们都是在引力束缚的星系团中动态形成的。使用唯象的人口模型，我们推断的质量和自旋分布的第一代黑洞，而自洽占层次合并。考虑到一系列的集群质量，我们看到了令人信服的证据，在逃逸速度$\gtrsim 100~\mathrm{km\,s^{-1}}$集群的层次合并。对于我们最可能的集群质量，我们发现目录包含至少一个第二代合并$99\%$的信誉。我们发现，分层模型是首选的替代模型没有分层合并（贝叶斯因子$\mathcal{B} > 1400$）和GW 190521是有利于包含两个第二代黑洞与赔率$\mathcal{O}>700$，和GW 190519，GW 190602，GW 190620，和GW 190706是混合代双星与$\mathcal{O} > 10$。然而，我们的研究结果强烈依赖于集群逃逸速度，更温和的证据时，逃逸速度为$\lesssim 100~\mathrm{km\,s^{-1}}$的层次合并。假设所有的双黑洞都是在球状星团中动态形成的，逃逸速度在几十个$\mathrm{km\,s^{-1}}$的数量级上，那么GW 190519和GW 190521很可能包含一个几率为$\mathcal{O}>1$的第二代黑洞。在这种情况下，我们发现，$99\%$的黑洞从推断的总人口的质量小于$49\,M_{\odo…
2021-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Black Hole Olympics: Metric Selection from the Event Horizon Telescope and LIGO-VIRGO Observations
我们在黑洞物理学领域提出了一种新的范式，即，随着越来越多的高精度观测，人们必须进行度量选择以确定哪一个黑洞是观测上优选的。根据来自事件视界望远镜的阴影成像数据和来自LIGO-VIRGO合作的引力波测量，我们试图解决这个问题。虽然没有发现任何明显的偏好，一个特定的黑洞度量的基础上，目前的数据，作为这种新的研究范式的介绍，我们排名这些黑洞度量使用贝叶斯信息准则。我们发现Kerr和Reissner-Nordström在黑洞奥林匹克运动会上并列第一。有趣的是，我们给出了Reissner-Nordström时空的平均电子电荷$Q<2.82\times10^{18}$ C的$2\,σ$上界，以及Kerr时空的平均自旋参数$a=-0.02^{+4.07}_{-4.04}$ m的$2\,σ$约束，这与远距离观测者零旋转的预言是一致的。未来的多信使和多波长观测将加强这一新范式在引力理论和黑洞测试中的应用。
2022-06-15 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Constraints on ultralight scalar bosons within black hole spin measurements from LIGO-Virgo's GWTC-2
如果黑洞的半径与玻色子的波长相当，那么在快速旋转的黑洞周围就可以形成超轻玻色子云--比如轴子。星云迅速从黑洞中提取角动量，并将其减少到一个特征值，该值取决于玻色子的质量以及黑洞的质量和自旋。因此，对黑洞质量和自旋的测量可以用来揭示或排除这种玻色子的存在。利用LIGO和Virgo在GWTC-2中释放的黑洞，我们同时测量了黑洞形成时的自旋分布和标量玻色子的质量。我们发现，数据强烈反对的存在的标量玻色子之间的$1.3\times10^{-13}~\mathrm{eV}$和$2.7\times10^{-13}~\mathrm{eV}$的衰变常数$f_a\gtrsim 10^{14}~\mathrm{GeV}$的质量范围。统计证据主要是由两个{二元黑洞}系统GW 190412和GW 190517驱动的，它们拥有快速旋转的黑洞。如果这两个系统在黑洞形成后不久（$\sim 10^5$年）合并，那么排除玻色子的区域就会缩小。
2021-04-17 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
1-OGC: The first open gravitational-wave catalog of binary mergers from analysis of public Advanced LIGO data
我们提出了第一个开放的引力波目录（1-OGC），通过使用先进的LIGO的第一次观测运行的公共数据来搜索紧凑的对象二进制合并。我们的分析是基于新的方法，提高了信号和噪声之间的分离匹配滤波器搜索引力波合并的紧凑的对象。在我们的目录中，三个最重要的信号对应于双星黑洞合并GW 150914，GW 151226和LVT 151012。我们假设一个共同的人口的二进制黑洞这三个信号，通过定义一个区域的参数空间，这是符合这些事件。在这个假设下，我们发现LVT 151012有97.6%的可能性是天体物理起源。没有发现其他重要的双黑洞候选者，我们也没有观察到任何重要的双中子星或中子星-黑洞候选者。我们提供完整的事件目录，包括候选人的亚阈值人群。
2019-02-27 astro-ph.HE gr-qc
Jumping the gap: searching for LIGO's biggest black holes
引力波（GW）探测到的二元黑洞（BBH）已经显示出缺乏质量超过$\sim50M_\odot$的组分黑洞的证据。这与由于对不稳定超新星（PISN）的存在而导致的质量差距的预期一致。我们认为，地面GW探测器将是敏感的BBH与质量以上的差距，$\gtrsim120\,M_\odot$。在没有检测到的情况下，两年的升级灵敏度（A+）将限制PISN间隙"远侧"的这些BBH的本地合并率低于$0.01\,\mathrm{yr}^{-1}\mathrm{Gpc}^{-3}$。或者，通过几十个事件，我们可以将间隙的上边缘的位置限制在百分比水平。我们认为"闯入者"黑洞内的PISN质量间隙的测量的潜在影响。远侧BBH也将被未来的仪器，如宇宙探测器（CE），爱因斯坦望远镜（ET）和LISA观测到，并可能主导多波段事件的部分。我们表明，通过比较从地面和空间的观测，它是可能的，以限制合并率的历史。此外，我们发现，PISN质量间隙的上边缘留下了印记的光谱形状的随机背景的未解决的二进制文件，这可能是访问与A+灵敏度。最后，我们表明，通过利用间隙的上边缘，这些高质量的BBH可以被用来作为标准的警报器，以限制宇宙膨胀的红移$\sim0.4$，$0.8$，和~$1.5$与LISA，LIGO-Virgo，和CE/ET，分别。这些远侧双星将是LIGO-Virgo所能探测到的最大质量的BBH。
2021-02-24 astro-ph.HE gr-qc
Search for gravitational waves from the coalescence of sub-solar mass binaries in the first half of Advanced LIGO and Virgo's third observing run
我们提出了一个搜索的引力波从合并的太阳质量黑洞双星使用的数据从上半年的先进LIGO和处女座的第三次观测运行。观测到太阳质量以下的黑洞合并可能是原始起源的一个迹象;原始黑洞可能有助于暗物质的分布。我们寻找黑洞合并的主要质量是$0.1-7 M_{\odot}$和次级质量是$0.1-1 M_{\odot}$。各种各样的模型预测生产和合并的二进制包含原始黑洞，一些涉及动态组装，这可能会允许剩余偏心率进行观察。对于分量质量$>0.5 M_{\odot}$，我们还搜索偏心轨道中的源，在10 Hz的参考引力波频率下测量，直到$e_{10}\sim 0.3$。我们没有找到令人信服的候选者，并对原始黑洞合并的速率设定了新的上限。0.5-0.5（1.0-1.0）~ $M_{\odot}$来源的合并率为$<7100~(1200)$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$。我们的限制比以前的分析限制多$\sim3-4$倍。最后，我们展示了我们的限制可以用来约束任意模型的原始黑洞质量分布和合并率。
2021-09-04 astro-ph.HE gr-qc
Search for intermediate mass black hole binaries in the third observing run of Advanced LIGO and Advanced Virgo
中等质量黑洞（IMBHs）的质量范围大约为$100$-$10^5\,M_\odot$，介于恒星坍缩形成的黑洞（BH）和星系中心的超大质量黑洞之间。IMBH双星的合并是地球探测器网络可以获得的最具能量的引力波源。在Advanced LIGO和Advanced Virgo的前两次观测中，没有产生任何显著的IMBH二进制信号。在第三次观测运行（O3）中，增加的网络灵敏度使得能够检测到GW 190521，该信号与质量$\sim 150\,M_\odot\,$的二元合并一致，提供了IMBH形成的直接证据。在这里，我们报告了一个专门的搜索O3数据进一步IMBH二进制合并，结合建模（匹配滤波器）和模型独立的搜索方法。我们发现一些边缘的候选人，但没有足够的显着，以表明检测进一步IMBH合并。我们量化的灵敏度的个人搜索方法和组合搜索使用一套IMBH二进制信号通过数值相对论，包括自旋与二进制轨道轴不对准的影响，并提出了由此产生的天体物理合并率的上限。我们最严格的限制是等质量和对齐的自旋BH二进制的总质量$200\,M_\odot$和有效对齐自旋0.8在$0.056\,Gpc^{-3} yr^{-1}$（90 $\%$置信度），一个3.5的因素比以前的LIGO-Virgo限制。我们还更新了估计的合并率类似于GW 190521到$0.08\, Gpc^{-3}yr^{-1}$。
2021-05-31 astro-ph.HE gr-qc
A Search for Binary Black Hole Mergers in LIGO O1-O3 Data with Convolutional Neural Networks
Harvard University（哈佛大学）；The NSF AI Institute for Artificial Intelligence and Fundamental Interactions（美国国家科学基金会人工智能基础相互作用研究所）；Faculty of Arts and Sciences Research Computing, Harvard University（哈佛大学本科研究院计算研究部）；Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）
本研究利用卷积神经网络在LIGO O1-O3数据中检测双黑洞并合事件，实现了低延迟的引力波探测和多信使天文观测。
2026-01-27 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The Impact of metallicity evolution of the universe on the maximum mass of LIGO binary black holes
我们可能会对观测到大质量黑洞在局部宇宙中的合并产生偏见，因为最大黑洞质量（$M_{BH}^{\rm max}$）的界限取决于关于恒星形成气体在宇宙时间内金属丰度演化的假设。根据LIGO观测到的10个双黑洞源的金属丰度演化、质量分布和延迟时间的边界。我们将$M_{BH}^{\rm max}$参数化为金属丰度的函数，金属丰度本身被建模为以适度或快速的方式随红移而演变。快速金属丰度演化模型预测的$M_{BH}^{\rm max}=44^{+9}_{-5}M_{\odot}$有一个严格的边界，而中等金属丰度演化模型预测的$M_{BH}^{\rm max}$的边界是$M_{BH}^{\rm max}=52^{+16}_{-9} M_{\odot}$。因此，从GW数据推断$M_{BH}^{\rm max}$取决于假设的宇宙金属富集历史，目前没有严格的限制。
2019-09-03 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Who Ordered That? On The Origin of LIGO's Merging Binary Black Holes
LIGO探测到来自二进制黑洞合并的引力波是一个意外的惊喜，立即提出了一个问题-这些黑洞二进制的起源是什么？“最简单”的情况是大质量恒星双星的演化。然而，已经提出了涉及捕获的其他可能性。我们在这里探索这个谜题中一个更有趣的线索：所产生的黑洞的相对适度的旋转，这意味着祖先黑洞并没有快速旋转。更具体地说，我们认为所观察到的分布的含义，$χ_{\rm eff}$，质量加权投影（沿轨道轴）自旋场演化的情况。在所有情况下，$χ_{\rm eff}$都很小，其中两种情况下的最佳拟合值为负。只有在一个事件中，自旋是正的，可信度为90%。这些观测结果令人困惑的领域内的二元方案，其中积极的更高的自旋（$χ_{\rm eff} \ge 0.5$）是预期的。乍一看，人们可能会认为这排除了场演化的可能性。事实上，我们表明，与典型的参数一个显着的分数（$\ge 25\%$）的合并应具有高的有效自旋值。然而，共同包络阶段的结果（典型的分离以及恒星是否旋转）和大质量恒星演化的后期阶段（风的强度）的不确定性使得目前无法排除这些情况。虽然高有效自旋合并的观测将支持这种情况，但未来对负自旋合并的观测将排除这种可能性。
2018-07-03 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on quasi-normal-mode frequencies with LIGO-Virgo binary-black-hole observations
广义相对论（GR）中的无毛猜想指出，克尔黑洞（BH）完全由其质量和自旋描述。因此，复杂的准正常模式（QNM）频率的一个双黑洞（BBH）的衰荡可以唯一地确定的质量和自旋的残余物体。相反，QNM频率的测量可以是无毛猜想的独立测试。本文扩展到纺纱BH早期的工作，提出了测试无头发猜想通过测量复杂的QNM频率的BBH振铃使用参数化的吸气合并振铃波形的有效一体的形式主义，从而充分利用整个信号功率和消除依赖于预测或估计的开始时间的振铃。我们的方法被用来分析的合并残留物的性质的BBH观测LIGO-Virgo在其第三次观测（O3 a）运行的上半年。在高斯噪声中使用GR和非GR合成信号注入测试我们的方法后，我们首次分析了来自第一次（O 1）和第二次（O2）LIGO-Virgo观测运行的两个BBH，以及来自O3 a运行的两个额外BBH。然后，我们提供联合约束与O3 a运行的已发布结果。在最不可知和保守的情况下，我们结合了来自不同事件的信息，使用分层的方法，我们得到，在$90\%$的可信度，占主导地位的QNM的频率（阻尼时间）的分数偏差分别是$δf_{220}=0.03^{+0.10}_{-0.09}$（$δτ_{220}=0.10^{+0.44}_{-0.39}$），一个因素的改进$\sim 4$（$\sim 2$）与我们的模型在LIGO-Virgo出版物中获得的结果。迄今为止，单事件最严格的约束仍然是…
2021-06-16 astro-ph.HE gr-qc
A Highly Spinning and Aligned Binary Black Hole Merger in the Advanced LIGO First Observing Run
我们在公开的LIGO首次观测运行（O1）数据发布中报告了一个新的二元黑洞合并。在我们开发的新的独立分析管道中，在检测器帧啁啾质量范围$\mathcal{M}^{\rm det} \in [20,40]M_\odot$中，该事件的反向误报率为每六年一次。我们对该事件是天体物理起源的概率的最佳估计是$P_{\rm astro} \sim 0.71\, .$。估计的事件的物理参数表明，它是两个大质量黑洞的合并，$\mathcal{M}^{\rm det} = 31^{+2}_{-3}\,M_\odot$与一个有效的自旋参数，$χ_{\rm eff} = 0.81^{+0.15}_{-0.21}$，使这成为迄今为止报道的最高自旋合并。它也是迄今为止观测到的两个红移最高的合并之一。合并的高自旋支持了合并的双黑洞可以通过双恒星演化产生的假设。
2019-03-19 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The detectability of single spinless stellar-mass black holes through gravitational lensing of gravitational waves with advanced LIGO
该研究通过求解 Schwarzschild 时空中的完整相对论波动方程，证明 advanced LIGO 可凭借波形差异和 Bayesian 推断探测无自旋恒星级黑洞造成的引力波透镜信号。
2023-12-11 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Formation Redshift of the Massive Black Holes Detected by LIGO
我们比较了LIGO探测到的事件率密度与孤立恒星祖先的同动数密度，并找到了它们形成红移的范围。我们的极限取决于制造黑洞（BH）的阈值质量，但对它们的祖先的金属丰度只有微弱的影响。如果所有BH的$10 \%$都在合并双星中，那么$ 2< z_f < 9 $已经形成了足够的祖先。
2019-02-24 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Has LIGO Detected Primordial Black Hole Dark Matter? -- Tidal Disruption in Binary Black Hole Formation
激光干涉引力波天文台（LIGO）频繁探测到$\sim 30 M_{\odot}$黑洞（BH）的二元合并，重新点燃了研究人员对原始黑洞（PBH）是暗物质（DM）的兴趣。在这项工作中，我们着眼于PBH分布DM与单色质量的$30 M_{\odot}$，并研究了捕获的情况下，二进制的形成，其中致密的中心区域DM晕占主导地位。因此，我们特别关注了超大质量黑洞（SMBH）的潮汐效应。在这样做的过程中，我们发现了一个必要的工具，称为损失区，补充了损失锥的使用。我们发现潮汐效应在影响二元形成方面并不突出，这也不足以解释LIGO事件率估计的总体情况，特别是由于微透镜事件限制了PBH中DM分数的质量从接近统一到更小的顺序。与此同时，早期宇宙双星形成的情景被证明是如此普遍，以至于LIGO信号反过来将PBH分数限制在1%以下。因此，人们应该更加相信替代PBH窗口和其他DM候选人。
2020-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Black Hole Mergers from Globular Clusters Observable by LISA and LIGO: Results from post-Newtonian Binary-Single Scatterings
在$N$ -体运动方程（EOM）中引入2.5后牛顿（PN）水平的引力波辐射，研究了球状星团中通过三体相互作用形成的双黑洞（BBH）合并的引力波频率和啁啾质量分布.通过基于“MOCCA-调查数据库I”项目的GC数据进行$\sim 2.5\times10^{6}$ PN二元-单相互作用，并通过使用分析方法，我们发现所有三体组装GC BBH合并的$5-10\%$在形成时的GW频率为$\gtrsim 10^{-1}$ Hz，这意味着它们进入LIGO波段而没有首先漂移通过LISA波段。如果PN项不包括在EOM中，人们会发现所有的BBH合并都漂移通过LISA和LIGO。由于仅在LIGO中出现的BBH合并部分预计将是标准场二元BBH合并的$\sim 0\%$，因此未来可以使用LISA和LIGO的联合测量来深入了解BBH合并的形成。
2018-02-23 astro-ph.HE
The evolutionary roads leading to low effective spins, high black hole masses, and O1/O2 rates of LIGO/Virgo binary black holes
所有十个LIGO/Virgo双星黑洞（BH-BH）合并报告的O 1/O2运行有接近零的有效自旋。对这一事实只有三种可能的解释。如果BH自旋幅度很大，那么（i）两个BH自旋矢量必须接近轨道平面，或者（ii）BH的自旋角动量必须方向相反且幅度相似。或者，（iii）BH自旋幅度很小。我们测试第三个假设的框架内的经典孤立的二进制演变的BH-BH合并形成的情况。我们测试三种模型的角动量运输在大质量恒星：一个温和的有效运输的纬向电流（如日内瓦代码），一个有效的运输的泰勒-Spruit磁发电机（如MESA代码），和一个非常有效的运输（如富勒等人提出的）。来计算出生时的BH自旋我们允许二进制的演变，以增加BH自旋通过吸积和帐户的潜在自旋的恒星通过潮汐相互作用。此外，我们更新了恒星起源BH质量的计算，包括对恒星形成历史和宇宙时间内化学演化的修订。我们发现，我们可以同时匹配所观察到的BH-BH合并率密度，BH质量，和有效的自旋。具有有效角动量输运的模型受到青睐。更新的恒星质量加权气相金属丰度演变现在使用在我们的模型似乎是一个关键，在更好地再现LIGO/室女座合并率估计。如果合并的GW 170729拥有一个质量超过50 Msun的BH，那么在对不稳定脉动超新星阶段的质量损失可能被高估。我们还估计了最近的LIGO/Virgo观测的BH-NS合并率。我们更新的BH-BH、BH-NS和NS-NS合并模型现已在…
2020-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Black Hole Formation in Fallback Supernova and the Spins of LIGO Sources
在这里，我们调查的背景下，现场的二元祖先如何旋转的LIGO源的变化时，氦恒星后裔黑洞（BH）形成在一个失败的超新星（SN）爆炸，而不是直接崩溃。为此，我们利用3D流体动力学模拟的回落超新星在密切的二元系统的属性，旨在模仿LIGO源。通过系统地改变爆炸能量和双星性质，我们能够探索伴星对系统角动量重新分配的影响。我们发现，与质量不同，新形成的BH的自旋仅随SN的当前理论上不受约束的能量略有变化，并且主要由初始二元分离决定。相比之下，初始二元分离的变化会对系统的有效自旋产生相当大的变化。这意味着导致特定有效自旋的LIGO源的形成路径可能比标准的直接坍缩情景所暗示的限制要少得多。
2018-05-03 astro-ph.HE
Two populations of LIGO-Virgo black holes
我们分析了LIGO-Virgo的数据，包括最近发布的GWTC-2数据集，以检验数据包含不止一个黑洞种群的假设。我们进行了极大似然分析，包括人口的天体物理学黑洞截断幂律质量函数的合并率如下恒星形成率，和人口的原始黑洞，我们认为对数正态和临界崩溃质量函数。我们发现，原始黑洞单独强烈不赞成的数据，而最适合的模板结合天体物理和原始合并率。或者，这些数据可能暗示了两种不同的天体物理学黑洞种群。我们还更新了LIGO-Virgo观测中对原始黑洞丰度的限制，发现在$2-400M_\odot$质量范围内，它们必须包含小于0.2%的暗物质。
2022-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A new spin on LIGO-Virgo binary black holes
来自双黑洞的引力波有可能产生表征致密物体的两个内在参数的信息：它们的质量和自旋。虽然分量质量通常是可分辨的，但分量自旋已被证明难以测量。这种局限性在很大程度上源于我们选择询问每个双星中质量最大和最小的物体的自旋，当质量相等时，这个问题变得不明确。在本文中，我们表明，人们可以问一个不同的问题的数据：什么是自旋的对象的最高和最低的无量纲自旋的二进制？我们表明，这可以显着提高估计的个人自旋，特别是对于具有可比质量的二进制系统。当将此参数化应用于LIGO-Virgo合作（LVC）检测到的前13个引力波事件时，我们发现最高自旋的物体被限制为大多数源具有非零自旋，并且在GW 151226和GW 170729的克尔极限处具有显着的支持。对LVC探测到的所有可信的二元黑洞的联合分析发现，与传统的参数化不同，自旋最高的物体的自旋幅度分布在零自旋时的支持可以忽略不计。无论使用何种参数化，总体中所有自旋都与轨道角动量对齐的配置都被排除在前十个事件的90%可信区间和所有当前置信度检测的99%可信区间之外。
2021-03-08 astro-ph.HE gr-qc
The time delay distribution and formation metallicity of LIGO-Virgo's binary black holes
利用LIGO-Virgo引力波瞬变星表GWTC-2，我们导出了双星黑洞（BBH）合并的时间延迟分布的第一个约束条件。假设祖先星的形成率跟随恒星形成率（SFR），数据支持合并的$43$ - $100\%$具有延迟时间$<4.5$ Gyr（90%可信度）。采用一个模型的金属丰度的演变，我们得到的BBH形成效率和形成和合并之间的时间延迟的分布的金属丰度依赖的联合约束。短时间的延迟是有利的，无论假设的金属丰度的依赖，虽然对短延迟的偏好减弱，因为我们认为更严格的低金属丰度阈值BBH形成。对于一个$p(τ) \propto τ^{-1}$时间延迟分布和祖形成率，遵循SFR没有金属依赖性，我们发现，$τ_\mathrm{min}<2.2$陀螺仪，而只考虑低金属性$Z < 0.3\,Z_\odot$ SFR，$τ_\mathrm{min} < 3.0$陀螺仪（90%的可信度）。或者，如果我们假设长时间的延迟，祖先的形成率必须在比SFR更高的红移处达到峰值。例如，对于具有$τ_\mathrm{min} = 4$ Gyr的$p(τ) \propto τ^{-1}$时间延迟分布，推断的祖细胞速率在$z > 3.9$处达到峰值（90%可信度）。最后，我们探讨是否推断的形成率和时间延迟分布随BBH质量。
2021-06-18 astro-ph.HE gr-qc
Prospects of electromagnetic follow-up of neutron star-black hole mergers in the LIGO-India era
Inter University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学天体物理中心）；Syracuse University（雪城大学）
本研究模拟LIGO-India时代NSBH并合，提出事件特定曝光优化策略，使EM后随观测数翻倍，年探测率最高达4.19，并有助于测量哈勃常数。
2026-09-10 astro-ph.HE gr-qc
Evidence for primordial black hole dark matter from LIGO/Virgo merger rates
到目前为止，LIGO/Virgo合作已经观测到或限制了不同类别紧凑物体的引力合并率。我们认为，这些合并的大部分是原始黑洞（PBH）合并的PBH在QCD时代形成的整个暗物质的可能性。在一篇配套论文中表明，由于在早期宇宙中形成的初始二元人口的合并可能是可以忽略不计的，我们计算了典型PBH所在的PBH集群中当前的合并率。我们考虑两种情况：（i）由QCD状态方程决定的PBH质量函数和（ii）由暴胀微扰谱中存在的峰决定的PBH质量函数。在第一种情况下，这基本上是参数免费的，我们很好地再现了合并率重黑洞，合并率的质量不对称的黑洞，如GW 190814，最近发现的合并的23 $M_{\odot}$黑洞与$2.6M_{\odot}$对象，可以自然地解释为什么LIGO/处女座尚未观察到合并的两个轻PBH从占主导地位的$\sim 1\,M_{\odot}$ PBH人口。在第二种情况下，它有一些参数的自由，我们很好地匹配所观察到的重PBH的速率，但目前不能解释质量不对称事件的速率。无论哪种情况，在这两种情况下，用最少的假设得出的PBH合并率与LIGO/Virgo观测到的大多数合并率非常匹配，这是诱人的。
2020-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Quantum black hole spectroscopy: probing the quantum nature of the black hole area using LIGO-Virgo ringdown detections
我们对Foit & Kleban（2019）中提出的启发式量化振铃模型进行了彻底的观察研究。这个模型是基于贝肯斯坦-穆哈诺夫猜想，指出黑洞视界的面积是普朗克面积$l_P^2$的整数倍乘以一个唯象常数$α$，它可以被看作是一个额外的黑洞内禀参数。我们的方法是基于对引力波信号的时域分析所产生的振铃阶段的二进制黑洞合并检测的LIGO和处女座合作。采用完整的贝叶斯形式主义，并考虑到黑洞参数之间的完整相关结构，我们表明，$α$的值不能仅使用GW 150914来约束，与Foit & Kleban（2019）的建议相反。我们继续对LIGO和Virgo协作组在2019年10月1日之前探测到的新引力波事件重复相同的分析，获得了等于$α= 15.6^{+20.5}_{-13.3}$的组合事件测量值和$0.1 \pm 0.6$的组合对数比值比，这意味着当前数据的信息量不足以支持或放弃这个模型反对广义相对论。然后，我们表明，使用人口的$\mathcal{O}(20)$ GW 150914样的模拟事件-检测到当前的基础设施的地面探测器在其设计灵敏度-它是可以自信地伪造的量化模型或证明其有效性，在这种情况下探测$α$在几个%的水平。最后，我们对人群研究中可能出现的隐形偏见进行了分类。
2021-04-08 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
