高能暂现源 · 每日文献综述

The active galactic nucleus (AGN) accretion disks are ideal sites for hierarchical black hole (BH) mergers. To robustly probe such a possibility, we analyze binary black hole mergers in the GWTC-4 with a flexible mixture population model for component masses, spin magnitudes, and spin tilt angles, and identify two distinct subpopulations. In the second subpopulation characterized by high spin magnitudes <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as well as the broad mass distribution up to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo>≳</mml:mo><mml:mn>150</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>⊙</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we find a pronounced preference for spins aligned with the orbital angular momentum: an isotropic tilt distribution is strongly disfavored (logarithmic Bayes factor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4.5</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>). The aligned events account for <inline-formula><mml:math><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn><mml:msubsup><mml:mn>7</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0.31</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>0.23</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> of the second subpopulation, corresponding to a local rate of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo>∼</mml:mo><mml:mn>0.2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0.16</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>0.38</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>Gpc</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>yr</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (all values reflect central 90% credible intervals). These notable features naturally arise from hierarchical mergers embedded in AGN disks, where gas torques may effectively align spins. Our results suggest that AGN-disk hierarchical assembly may be one important channel for the present gravitational-wave sample, and provide concrete, testable predictions for future detection.