Extracting galactic binary signals from the first round of Mock LISA Data Challenges
我们报告了端到端贝叶斯分析管道的性能，用于检测和表征模拟LISA数据中的星系二进制信号。我们的主要分析工具是块退火Metropolis Hasting（BAM）算法，该算法经过优化，可在LISA频段搜索数万个重叠信号。BAM算法采用贝叶斯模型选择来确定可分辨源的数量，并为所有模型参数提供后验分布函数。BAM算法在所有第1轮模拟LISA数据挑战数据集上几乎没有任何错误，包括那些具有许多高度重叠来源的数据集。唯一的失误后来被追溯到影响高频源的编码错误。除了BAM算法，我们还成功测试了遗传算法（GA），但仅在具有孤立信号的数据集上，因为GA尚未优化以处理大量重叠信号。
2007-04-23 gr-qc
Searching for Massive Black Hole Binaries in the first Mock LISA Data Challenge
模拟LISA数据挑战赛是一项旨在解决LISA数据分析问题的全球性努力。我们在这里提出我们的结果，大规模黑洞二进制（BBH）部分的第一轮。我们的结果涵盖了挑战1.2.1，其中看到了二进制的合并，以及挑战1.2.2，其中合并发生在模拟观测期之后。数据流由高斯仪器噪声加上未知的BBH波形组成。我们的搜索算法是基于马尔可夫链蒙特卡罗方法，使用大都会黑斯廷斯采样和恒温频率退火的变体。我们提出了训练数据集和盲数据集的结果。我们证明了我们的算法能够快速定位源，准确地恢复源参数，并提供恢复参数的误差估计。
2007-01-30 gr-qc
The search for spinning black hole binaries in mock LISA data using a genetic algorithm
合并的大质量黑洞双星是LISA波段最强的，也可能是最重要的引力波源。自旋和轨道进动带来了波形的复杂性，并使似然曲面的结构比非自旋情况更丰富。我们引入了一种扩展的多模态遗传算法，它利用信号和检测器响应函数的属性来分析来自第三轮模拟LISA数据挑战（MLDC 3.2）的数据。该方法的性能与现有算法相当，如果不是更好的话。我们已经找到了MLDC 3.2中存在的所有五个源，并以合理的精度恢复了合并时间，啁啾质量，质量比和天空位置。对于黑洞的轨道角动量和两个自旋，我们在参数空间中发现了大量具有相似极大似然值的分离模式。
2010-01-29 gr-qc
A Constrained Metropolis-Hastings Search for EMRIs in the Mock LISA Data Challenge 1B
我们描述了一个搜索的极端质量比inspiral源在1B轮模拟LISA数据挑战数据集。该搜索算法是基于Metropolis-Hastings算法的蒙特卡罗搜索，但还结合了模拟、恒温和时间退火，以及旨在减少链锁定到次极大值的机会的谐波识别阶段。在本文中，我们专注于描述我们一直在开发的算法。我们给出了第1B轮数据的搜索结果，尽管自该截止日期以来参数恢复有所改善。最后，我们描述了几个修改的搜索管道，我们目前正在调查纳入未来的搜索。
2008-07-17 gr-qc
Time-frequency analysis of extreme-mass-ratio inspiral signals in mock LISA data
1-10个太阳质量的致密天体与~ 100万个太阳质量的大质量黑洞的极质量比螺旋（EMRI）可以作为强场广义相对论的一个很好的探测器。激光干涉仪空间天线（LISA）预计每年从大约100个EMRI中探测到引力波信号，但由于其持续时间长和可能信号的广泛参数空间，对EMRI信号的数据分析提出了一系列独特的挑战。一种可能的方法是在时频域中搜索EMRI轨迹。我们已经应用了一个时间-频率搜索的数据从模拟LISA数据挑战赛（MLDC）有希望的结果。我们的分析使用聚类和脊的分层算法来识别对应于EMRI源的时频谱图中的轨道。然后，我们估计的EMRI源参数从这些轨道。在这些程序中，我们讨论了MLDC 1.3轮数据的分析结果。
2007-10-27 gr-qc
Mock LISA data challenge for the galactic white dwarf binaries
本文介绍了在模拟LISA数据挑战中用于探测和估计来自白矮星双星引力波信号参数的数据分析方法。我们的主要重点是对挑战3. 1的分析，其中引力波信号来自超过50百万光年。银河双星被添加到模拟的高斯仪器噪声。大多数低频信号不能单独分辨。在高于5 mHz的频率下，信号之间的混淆大大减少。我们的基本数据分析程序是极大似然检测方法。在搜索的第一步，我们通过模板库过滤数据，然后使用Nelder-Mead算法优化参数，删除发现的最强信号，然后重复该过程。我们可靠地检测和估计超过一万个信号的参数准确的白矮星。
2010-04-21 gr-qc
An overview of the second round of the Mock LISA Data Challenges
模拟数据挑战（MDDC）具有双重目的，即促进LISA数据分析工具和能力的发展，并展示引力波社区在从LISA数据中提取丰富的科学回报方面已经取得的技术准备。第一轮多边发展中国家的数据刚刚完成，第二轮数据集将在讲习班后不久公布。第二轮数据集包含来自整个银河系恒星质量双星系统的辐射，来自大质量黑洞双星和极端质量比的螺旋。这些数据集旨在捕捉实际LISA数据中预期的大部分复杂性，并应提供相当现实的设置来测试先进的数据分析技术，特别是分析的全球方面。在这里，我们描述了第二轮多边发展中国家，并提供有关其实施的细节。
2007-11-16 gr-qc
Improved time-frequency analysis of extreme-mass-ratio inspiral signals in mock LISA data
计划中的激光干涉仪空间天线（LISA）预计将探测到从大约100个恒星质量致密物体进入大质量黑洞的极端质量比螺旋（EMRI）发出的引力波信号。EMRI信号持续时间长、参数空间大，使得对这些信号的数据分析成为一个具有挑战性的问题。EMRI数据分析的一种方法是使用时间-频率方法。这包括两个步骤：（i）在时间-频率频谱图中搜索来自EMRI源的轨迹，以及（ii）从轨迹中提取参数估计。在本文中，我们将讨论将这些技术应用于最新一轮模拟LISA数据挑战赛（第1B轮）的结果。这项分析包括三个新的技术没有使用在以前的分析：（一）一个新的基于线性调频脉冲的算法跟踪搜索的跟踪检测;（二）估计的倾斜源的视线;（三）大都市黑斯廷斯蒙特卡洛在参数空间，以找到最佳的拟合轨迹。
2008-04-07 gr-qc
The Mock LISA Data Challenges: from Challenge 3 to Challenge 4
模拟LISA数据挑战赛是一个展示LISA数据分析能力并鼓励其发展的计划。每一轮挑战都由一个或多个数据集组成，这些数据集包含来自未公开参数来源的模拟仪器噪声和引力波。参与者分析数据集并报告源参数的最佳拟合解决方案。在这里，我们提出了第三个挑战的结果，在2008年4月发布，这表明了积极的恢复信号从啁啾银河双星，从旋转的超大质量黑洞双星（最佳信噪比在~ 10和2000之间），来自同步极端质量比吸气（信噪比为10-50），宇宙弦尖点爆发（信噪比为10-100），以及相对较强的各向同性背景，ω_gw（f）约为10^-11，略低于LISA仪器噪声。
2010-01-26 gr-qc
Report on the first round of the Mock LISA Data Challenges
模拟LISA数据挑战赛（MDDC）具有双重目的，即促进LISA数据分析工具和能力的发展，并展示引力波社区在从LISA数据输出中提取丰富的科学回报方面已经取得的技术准备。第一轮多边发展中国家刚刚完成：2006年6月公布了9个数据集，其中载有银河双星或嵌入模拟激光干涉仪仪器噪声中的大质量黑洞双星产生的模拟引力波信号，提交结果的截止日期为2006年12月初。有10个团体参加了第一轮挑战。在这里，我们描述了挑战，总结了结果，并提供了第一个关键的评估条目。
2007-04-08 gr-qc
Searches for Cosmic-String Gravitational-Wave Bursts in Mock LISA Data
一个可观测的宏观宇宙（超）弦网络可能在早期宇宙中形成。如果是这样，宇宙弦环上通常发展的尖点会发射出引力辐射爆发，地面和空基引力波干涉仪都可以检测到。在这里，我们报告了两个版本的面向LISA的字符串突发搜索管道，我们已经开发和测试的背景下模拟LISA数据挑战。这两个版本分别依赖于公开可用的MultiNest和PyMC软件包。为了减少搜索空间的有效维数，我们的实现使用F统计量来分析地最大化信号的幅度和极化A和psi，并使用FFT来快速搜索突发到达时间t_C。标准的F-统计量本质上是一个频率统计，最大限度地提高了可能性，我们还展示了近似的，贝叶斯版本的F-统计量，结合现实的先验A和psi。我们计算如何准确地LISA可以期望测量的物理参数的字符串突发源。为了理解LISA对弦爆源的角分辨率，我们绘制了波形拟合因子[在（A psi，t_C）上最大化]作为天空位置的函数的图;这些图戏剧性地说明了为什么（对于LISA）推断发射弦环的正确天空位置通常是不可能的。我们还确定和阐明了几个对称性，嵌入在这个搜索问题，我们得到的截止频率f_max的分布可观察到的突发。
2010-08-12 gr-qc
Bayesian parameter estimation in the second LISA Pathfinder Mock Data Challenge
LISA探路者任务的一个主要科学成果是提供一个可以扩展到未来引力波观测站LISA的噪声模型。因此，任务的成功取决于对仪器的深入了解，特别是正确确定基本噪声模型参数的能力。在这项工作中，我们估计的LISA技术包（LTP）仪器的简化模型的参数。我们通过一个闭环模型来描述LTP，该模型用于生成数据，包括注入的信号和噪声。然后，参数估计使用贝叶斯框架，它表明，这种方法达到了最佳的可达到的误差，Cramer-Rao界。我们还解决了任务的一个重要问题：如何有效地结合不同实验的结果，以获得一组独特的参数描述的仪器。
2010-08-31 gr-qc physics.data-an
Report on the second Mock LISA Data Challenge
模拟LISA数据挑战赛是一个展示LISA数据分析能力并鼓励其发展的计划。每一轮挑战都由几个数据集组成，其中包含模拟的仪器噪声和未公开参数的引力波源。要求参与者分析数据集并报告有关源参数的最大信息。这些挑战的复杂性和现实性不断增加：在本次会议上，我们将介绍2007年1月发布的挑战2的结果，该挑战成功地证明了从超大质量黑洞双星、从~ 20，000个重叠的银河系白矮星双星以及从致密天体的极端质量比吸入到银河系中央黑洞中的信号的恢复。
2007-11-16 gr-qc
The Mock LISA Data Challenges: from Challenge 1B to Challenge 3
模拟LISA数据挑战是一个展示和鼓励开发LISA数据分析能力、工具和技术的方案。在这次研讨会的时候，三轮挑战已经完成，下一轮即将开始。在这篇文章中，我们提供了对最新完成的一轮挑战赛1B的参赛作品的批判性分析。这些条目证实了银河系和大质量黑洞双星的一系列数据分析技术的巩固，它们包括第一个令人信服的极端质量比inspiral源的检测和参数估计的例子。在这篇文章中，我们还介绍了下一轮，挑战3。其数据集具有更逼真的波形模型（例如，银河双星现在可能会啁啾，大质量黑洞双星可能会由于自旋相互作用而进动），以及新的源类（来自宇宙弦的爆发，各向同性随机背景）和更复杂的非对称仪器噪声。
2009-04-15 gr-qc
Searching for Galactic White Dwarf Binaries in Mock LISA Data using an F-Statistic Template Bank
我们描述了一个F统计搜索连续引力波从银河系白矮星双星模拟LISA数据。我们的搜索方法采用了分层模板网格为基础的参数空间的探索。在第一阶段中，使用不同的模拟激光信号组合（称为TDI变量）在搜索中识别候选源。由于每个源在其真实的“多普勒参数”（固有频率和天空位置）附近生成主要最大值以及多普勒参数空间中的F统计量的许多次要最大值，因此对多个源的搜索需要区分真实信号和与其他“更响”信号相关联的次要最大值。我们的方法通过应用重合测试来拒绝在使用三个TDI变量中的每一个的搜索中在附近的参数空间位置处未找到的候选者。对于幸存的符合测试的信号，我们执行一个完全相干的搜索在一个细化的参数网格提供一个准确的参数估计的最终候选人。经过适当调整，管道能够提取1989个真实信号，只有5个假警报。刚性绝热近似的使用允许恢复的信号参数与统计预期的误差相当，虽然仍然有一些系统的过剩相对于从高斯噪声预期的统计误差。一个实验性的迭代管道，七轮信号减法和残差的重新分析，使我们能够增加信号的数量恢复到3419与29个假警报。
2010-01-07 gr-qc
A LISA Data-Analysis Primer
这篇文章是为非从业者介绍LISA数据分析的想法和问题，反映在模拟LISA数据挑战赛参与者的探索和实验中。特别是，我讨论的方法和代码，已开发的检测和参数估计的超大质量黑洞二进制文件，极端质量比inspirals，和银河系二进制文件。
2009-02-20 gr-qc
A Solution to the Galactic Foreground Problem for LISA
低频引力波探测器，如激光干涉仪空间天线（LISA），将不得不与我们银河系中数百万个紧凑的星系双星产生的巨大前景作斗争。虽然这些星系信号本身很有趣，但未解决的部分可能会掩盖其他来源。如果能从数据中识别和回归出更亮、更孤立的前景源，那么LISA任务的科学产量就能得到提高。由于这些信号彼此重叠，我们面临着一个“鸡尾酒会”的问题，即在拥挤的房间里挑选出个别的对话。在这里，我们提出并实现了一个端到端的解决方案，银河前景的问题，是能够解决成千上万的来源，从整个LISA波段。我们的算法采用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，我们称之为块退火大都会黑斯廷斯（BAM）算法的变体。下面的算法及其实现的描述，我们给出了几个例子，从搜索一个单一的源搜索数百个重叠的源。我们的例子包括来自第一轮模拟LISA数据挑战的数据集。
2006-11-17 astro-ph gr-qc
Inference on inspiral signals using LISA MLDC data
在本文中，我们描述了一个贝叶斯推断框架分析的数据得到的LISA。我们建立了一个模型，为模拟LISA数据挑战1.2（MLDC）定义的二进制inspiral信号，并实现了马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）算法，以方便探索和整合后验分布的9维参数空间。在这里，我们提出的中间结果显示，如何使用这种方法，有关9个参数的信息可以从数据中提取。
2007-08-05 gr-qc
An algorithm for detection of extreme mass ratio inspirals in LISA data
从一个紧凑的物体螺旋向一个大质量的黑洞（MBH）发出的引力波信号被认为是LISA数据流中最难检测到的信号源之一。由于可能信号的大参数空间和在LISA的灵敏度带中花费的许多轨道周期，先前已经估计，对于具有模板网格的完全相干搜索将需要10^{35}个模板的数量级，这在计算上是不可能的。在这里，我们描述了一个算法的基础上的约束大都会黑斯廷斯随机搜索，使我们能够找到并准确地估计参数的孤立的EMRI信号埋在高斯仪器噪声。我们说明了该算法的有效性，从模拟LISA数据挑战轮1B数据集的搜索结果。
2009-02-24 astro-ph.CO gr-qc
Detecting Double Degenerate Progenitors of SNe Ia with LISA
银河系的白矮星双星有望为激光干涉仪空间天线（LISA）等低频探测器提供最多的引力波源。目前的数据分析技术已经证明了从两年的观测中分辨出$10^4$白矮星双星的能力。分辨出的二进制要么是高频率的，要么是大振幅的。这样的系统更有可能是高质量的双星，其中的一个子集将是超新星Ia在双简并情况下的祖先。我们报告的研究结果的解决二进制使用人口合成模型的银河系白矮星二进制和LISA数据分析算法使用模拟LISA数据挑战工具的属性。
2011-09-23 astro-ph.SR gr-qc
A detection pipeline for galactic binaries in LISA data
银河系被怀疑包含数以亿计的白矮星系统，其中很大一部分的轨道周期足够小，可以为空间引力波探测器（如激光干涉仪空间天线（LISA））发射引力辐射。LISA的主要科学目标是探测宇宙学事件（超大质量黑洞合并等）。然而，来自星系的引力信号将是数据的主要贡献-包括仪器噪音-在大约二十年的频率。可探测的双星系统目录将成为研究银河系的无与伦比的手段。此外，为了最大限度地从任务中获得科学回报，数据必须从银河系前景中“清除”。我们将提出一种算法，可以准确地解决和减去>10000这些来源的模拟数据提供的模拟LISA数据挑战任务组。利用引力波频率的时间演化，我们将重建恢复的双星的位置，并展示LISA如何对银河系中的整个致密双星群体进行采样。
2011-06-30 astro-ph.GA gr-qc
Spectral separation of the stochastic gravitational-wave background for LISA in the context of a modulated Galactic foreground
在其观测波段内，激光干涉仪空间天线LISA将同时观测来自银河系白矮星双星的轨道调制波形，一个双星黑洞产生的引力波背景，以及潜在的宇宙学产生的随机引力波背景（SGWB）。绝大多数恒星以白矮星的形式结束生命，使它们在银河系中数量众多。我们模拟银河系白矮星二进制引力波发射分布的基础上，从各种模拟目录，并确定一个复杂的波形从银河系前景与$3.5 \times 10^{7}$二进制。我们描述了银河系双星分布人口的影响，在银河系内的位置，核心类型和轨道频率分布。利用\textit{LISA}探测到的银河系白矮星的轨道运动产生的调制信号，提出了一种数据分析策略，利用Fisher信息和马尔可夫链蒙特卡罗方法对不同信号类的\textit{LISA}噪声和参数进行了估计。我们估计未来的LISA观察的SGWB在频谱域中的3个\textit{LISA}通道$A$，$E$，和$T$的检测限。我们同时估计银河前景，天体物理和宇宙学背景。假设有预期的天体物理背景和银河系前景，LISA可以探测到$Ω_{GW,Cosmo} \approx 8 \times 10^{-13}$左右的宇宙学背景能量密度。LISA要么探测到宇宙学产生的SGWB，要么设定一个将产生重要后果的极限。
2021-10-07 gr-qc
A Three-Stage Search for Supermassive Black Hole Binaries in LISA Data
来自质量约为10^6 Msun的超大质量黑洞（SMBH）双星的内旋和合并的引力波可能是激光干涉仪空间天线（LISA）的最强源之一。我们描述了一个三阶段的数据分析管道，旨在搜索和测量LISA数据中的SMBH二进制文件的参数。第一阶段采用时频跟踪搜索方法搜索inspiral信号，粗略估计黑洞质量m_1，m_2和双星合并时间t_c。第二阶段使用由第一阶段播种的匹配滤波器模板库的序列，以提高质量和聚结时间的测量精度。最后，使用马尔可夫链蒙特卡罗搜索来估计二进制的所有九个物理参数。使用第二阶段的结果大大缩短了马尔可夫链老化时间，并允许我们在开始参数估计之前确定数据中SMBH二进制信号的数量。我们展示了我们的分析管道使用模拟数据从第一个LISA模拟数据挑战。我们讨论我们的计划，以改善这一管道和挑战，将面临真正的LISA数据分析。
2007-04-19 gr-qc
The search for black hole binaries using a genetic algorithm
在这项工作中，我们使用遗传算法搜索的引力波信号的大质量黑洞双星的螺旋在模拟的LISA数据。我们考虑高斯仪器噪声中的单个信号。这是为第三轮模拟LISA数据挑战分析做准备的第一步。我们已经扩展了遗传算法，利用信号和检测器响应函数的属性。该方法的性能与现有算法相当，如果不是更好的话。
2009-08-25 gr-qc
A hierarchical search for gravitational waves from supermassive black hole binary mergers
我们提出了一种在LISA数据中从合并的超大质量二元黑洞中寻找引力波的方法。搜索利用$\mathcal{F}$统计量来最大化二元系统的外部参数并确定其值。使用随机生成的多维模板库分层搜索内部参数，以恢复二进制的质量和天空位置。我们提出了这种方法应用于模拟LISA数据挑战1B数据集的结果。
2008-10-01 gr-qc
Unified model for the LISA measurements and instrument simulations
本文提出一个统一的 LISA 测量与仪器模拟模型，首次纳入相对论参考系、时钟同步、激光频率及噪声等关键环节，并通过 LISANode 和 LISA Instrument 两种实现验证 TDI 可从高真实度模拟数据中恢复引力波信号。
2023-03-29 astro-ph.IM gr-qc
Classifying LISA gravitational wave burst signals using Bayesian evidence
我们考虑的问题的特征的突发源检测与激光干涉仪空间天线（LISA）使用多模嵌套采样算法，MultiNest。我们使用MultiNest作为一个工具来搜索模拟的宇宙弦尖点爆发，并计算与宇宙弦模型相关的贝叶斯证据。作为一种替代的突发模型，我们认为正弦高斯突发信号，并显示如何证据比可以用来选择这两种选择。我们提出了MultiNest应用于模拟LISA数据挑战的最后一轮的结果，在该挑战中，我们能够成功地检测和识别发布数据集中存在的所有三个宇宙弦爆发源。我们还提出了独立试验的结果，表明MultiNest可以检测宇宙弦信号的信噪比（SNR）低至~7和正弦高斯信号的SNR低至~8。在这两种情况下，我们表明，在该阈值的来源成为可检测的一致的SNR的证据比开始有利于正确的替代模型。
2010-02-24 astro-ph.CO gr-qc
Probing Massive Black Hole Binary Populations with LISA
ESA和NASA正在推进在2034年左右发射LISA的计划。从插图宇宙学模拟的数据，我们提供了LISA检测率的分析，伴随着合并的大规模黑洞人口的特征。总质量为$\sim10^5-10^{10} M_\odot$的大质量黑洞是本研究的重点。我们发展的大规模黑洞合并，形成在分离的模拟分辨率（$\sim$ kpc尺度）的顺序，通过合并与两种不同的治疗的二元大规模黑洞的演化过程。人口的合并时间，以及黑洞的物理性质，形成了每一个进化处理的统计基础。在此基础上，我们用蒙特卡罗方法综合了大质量合并黑洞种群的多种实现，建立了模拟LISA探测星表。我们分析了我们的大规模黑洞二元演化模型如何影响检测率和相关的参数分布测量LISA。用我们的模型，我们发现了大质量黑洞二进制检测率与LISA的$\sim0.5-1$年$^{-1}$质量大于$10^5M_\odot$的大质量黑洞。这应该被视为一个下限，主要是因为我们的大质量黑洞样本不包括低于$10^5M_\odot$的质量，这可能会显着增加观测到的速率。我们提出的原因，我们预测较低的检出率相比，许多文献。
2019-11-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Modified $f(R,T)$ theory in light of gravitational wave standard sirens
本文研究了修正 $f(R,T)$ 引力理论的观测约束，利用现有天文数据及 LISA 预测的引力波标准 sirens 数据，发现模拟引力波数据对 $f(R,T)$ 模型宇宙学参数的约束有边际改进。
2025-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Resolving Galactic binaries in LISA data using particle swarm optimization and cross-validation
空间引力波探测器LISA预计将观测银河系中大量主要由白矮星组成的致密天体双星的信号。从这个群体中分辨个体来源与其自身产生的混淆噪声构成了一个主要的数据分析问题。我们提出了一种迭代源估计和减法方法来解决这个问题的基础上使用粒子群优化（PSO）。除了粒子群算法，该方法的一个新特点是交叉验证的来源估计从相同的数据使用不同的信号参数搜索范围。这被发现大大减少污染的虚假来源，并可能被证明是一个有用的除了任何多源分辨率方法。应用到最近的模拟数据的挑战，该方法是能够找到$O(10^4)$银河双星的信号频率范围内的$[0.1,15]$兆赫，并为频率$\gtrsim 4$兆赫，减去估计信号的仪器噪声水平后，减少了残余数据。
2021-06-05 astro-ph.IM gr-qc
Prospects for detecting exoplanets around double white dwarfs with LISA and Taiji
最近，Tamanini & Danielski（2019）讨论了用激光干涉仪空间天线（LISA）探测环绕双白矮星（DWD）的环联系外行星（CBP）的可能性。扩展他们的方法和标准，我们讨论了探测DWD周围系外行星的前景，不仅通过LISA，而且通过太极，中国星载引力波（GW）任务，在低频具有更好的灵敏度。我们首先探讨了不同的二元质量和质量比如何影响LISA和太极检测CBPs的能力。其次，对于某些已知的分离DWD与高信噪比，我们量化的CBP检测它们周围的可能性。第三，根据从模拟LISA数据挑战获得的DWD人口，我们提出了基本评估的CBP检测在我们的银河系在4年的任务时间为LISA和太极。我们讨论了每个系统的可检测区域的约束条件，以及可检测区域的内/外边缘的分布。在DWD总体的基础上，我们进一步注入了两个不同的行星分布，其出现率为$50\%$，并限制了总的检测率。最后，我们简要地讨论了一个简化的模型检测DWDs周围的可居住CBPs的前景。这些结果可以为即将进行的系外行星项目提供有用的输入，并有助于分析共同包络阶段后的行星系。
2021-09-03 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
LISA stellar-mass black hole searches with semicoherent and particle-swarm methods
本文提出结合半相干似然与粒子群优化的方法，用于在LISA数据中搜索恒星质量双黑洞等长时标引力波信号，并通过GW170817和零噪声模拟数据验证了其有效性。
2023-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Disentangling the Galactic binary zoo: Machine learning classification of stellar remnant binaries in LISA data
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；SRON Space Research Organisation Netherlands（荷兰空间研究组织）
本文利用机器学习方法对LISA数据中的恒星残骸双星进行分类，发现XGBoost在识别双白矮星和高质双星方面表现优异，但NSWD系统仍存在较大误判风险。
2026-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Stochastic Gravitational Wave Background and Eccentric Stellar Compact Binaries
大量的宇宙致密双星产生的引力波辐射形成了一个随机的引力波背景，有望被地面和空间引力波探测器探测到。理论预测的GWB大多是通过假设或者是圆形的双星和/或一个特定的通道的二进制形成，这可能有一些不确定性。在本文中，我们估计的GWB和它的频谱，通过使用简单的模型形成的恒星质量的双黑洞（sBBHs）和双中子星（BNS）。我们认为，动力起源的sBBH有相对较大的质量和较高的偏心率相比，从场双星和GWB光谱的可能影响。我们发现，GWB频谱可能有一个营业额在低频（激光干涉仪空间天线; LISA）带，并可能更好地描述了一个破碎的双幂律比一个单一的幂律与唯一的索引$2/3$，和低频斜率取决于动态起源sBBHs的意义与高偏心率。我们进一步生成sBBH和BNS的模拟样本，并在时域中模拟GWB应变。结果表明，利用LISA/Taiji/TianQin的信噪比（SNR）$5$和LIGO的信噪比（SNR）$\gtrsim3$可以探测到GWB。此外，我们估计在$5$ -年的观测中，LISA/太极/天琴在SNR $\gtrsim8$下可单独检测到的sBBH数量为$\sim5$ - $221$/$7$ - $365$ / $3$ - $223$。
2020-09-03 astro-ph.HE gr-qc
Getting Ready for LISA: The Data, Support and Preparation Needed to Maximize US Participation in Space-Based Gravitational Wave Science
NASA LISA研究小组的任务是研究NASA如何支持美国科学家参与并最大限度地提高激光干涉仪空间天线（LISA）任务的科学回报。LISA是由欧空局领导的引力波天文台，NASA作为初级合作伙伴，计划于2034年发射。在我们的发现中：LISA科学生产力通过功能齐全的美国科学中心和开放获取数据模型得到了极大的提高。正如其他重大任务所表明的那样，科学中心既是研究创新、数据分析、用户支持、用户培训和用户互动的场所，也是放大器。在其最基本的功能中，美国科学中心可以通过托管数据处理中心和美国社区访问LISA数据产品的门户网站来促进进入LISA科学。然而，增强的LISA科学中心可以：支持数据产品验证所需的并行独立处理管道之一;促进LISA所需的高水平数据分析研究;支持不熟悉新型天文台的用户;促进天体物理学和基础研究;提供仪器微妙之处的接口，以验证非凡的发现;训练新用户;并通过客座研究员，博士后和学生计划扩大研究社区。在发射前建立一个美国LISA科学中心可以通过提供培训，举办专题研讨会，传播模拟目录，软件管道和文档，对更广泛的天文学界的参与产生有益的影响。过去的经验表明，成功的科学中心是在发射前几年建立的;这种早期采用模式可能与LISA这样的开创性任务特别相关。
2020-12-04 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Improving the Cosmological Constraints by Inferring the Formation Channel of Extreme-mass-ratio Inspirals
本文提出利用引力波定位信息推断极端质量比旋近（EMRIs）的形成通道，从而更精确提取红移分布。结合TianQin、LISA及星系巡天的模拟观测，显著提升了对哈勃常数和暗能量状态方程的约束精度，并提出统计方法估计AGN中产生的EMRIs比例，进一步改进宇宙学参数约束。
2024-06-04 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
A GPU-accelerated semi-coherent hierarchical search for stellar-mass binary inspiral signals in LISA
本文提出一种基于粒子群优化和GPU加速的LISA恒星级双黑洞引力波半相干分层搜索流水线，可在无地面探测器先验信息条件下探测信噪比低至约17的源并支持参数估计。
2024-11-20 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A Bayesian approach to the study of white dwarf binaries in LISA data: The application of a reversible jump Markov chain Monte Carlo method
激光干涉仪空间天线（LISA）在其全天空引力波巡天中定义了对数据分析工作的新要求，同时记录数千个银河系致密物体二元前景源和数十至数百个背景源，如二元黑洞合并和极端质量比inspirals。我们用自适应和全自动可逆跳马尔可夫链蒙特卡罗采样器来解决这个问题，能够从联合后验密度函数（由贝叶斯定理建立）中采样给定的信号混合物“开箱即用”，处理信号总数作为每个单独源和噪声基底的未知参数之外的额外未知参数。我们在LISA模拟数据挑战中的例子中显示，在TDI描述中实现了LISA的完整响应，该采样器能够在全局拟合方法中成功地从有色仪器噪声和额外的前景和背景噪声中提取单色双白矮星信号。我们介绍了2个例子与固定数量的信号（MCMC采样），和1个例子与未知数量的信号（RJ-MCMC），后者进一步促进背后的想法在主要采样阶段的模型指标建议密度的实验适应。我们注意到，在参数提取中的经验丰富的运行时和退化限制了所示的示例，以提取低但实际数量的信号。
2009-09-03 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Characterizing the Gravitational Wave Signature from Cosmic String Cusps
宇宙弦被预测会形成扭结和尖点，它们以接近光速的速度沿着弦行进。这些扰动以高度波束化的引力波的形式辐射出去，当发射锥扫过观测者时，引力波会产生类似脉冲的爆发。引力波探测器，如激光干涉仪空间天线（LISA）和激光干涉仪引力波天文台（LIGO），将能够检测到这些爆炸的广泛类弦模型。这样的发现将照亮弦论、宇宙学和相对论领域。在这里，我们开发了基于模板的马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）技术，可以有效地检测和表征宇宙弦尖点的信号。我们估计如何以及信号参数可以恢复先进的LIGO-Virgo网络和LISA检测器使用MCMC和Fisher矩阵技术的组合。我们还考虑了地面和空间仪器的联合探测。我们表明，一个并行的回火MCMC方法可以检测和表征宇宙弦尖点的信号，我们证明了这种方法的实用性模拟数据从第三轮模拟LISA数据挑战（MDDC）。
2008-12-08 gr-qc
Bayesian inference on EMRI signals using low frequency approximations
极端质量比引力波（EMRI）被认为是LISA探测到的最令人兴奋的引力波源之一。由于其复杂的性质和微弱的振幅，这类源的检测和参数估计是一个具有挑战性的任务。在本文中，我们提出了一种统计方法的基础上贝叶斯推断，其中参数的估计进行了先进的马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）算法，如并行回火MCMC。我们分析了高质量和中等质量的EMRI系统，这些系统在LISA的低频范围内。在模拟LISA数据挑战赛的背景下，我们的调查和结果也是第一次将完全马尔可夫算法应用于EMRI搜索。结果表明，我们的算法在恢复EMRI信号从不同的（模拟）LISA数据集具有单一和多个EMRI源，并持有更现实的条件下的后验计算的巨大希望。本文提出的搜索和估计方法在本质上是通用的，可以应用于任何其他场景，如AdLIGO，AdVIRGO和爱因斯坦望远镜与各自的响应函数。
2013-01-03 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Quantum Computing Tools for Fast Detection of Gravitational Waves in the Context of LISA Space Mission
本研究开发基于量子神经网络的低延迟引力波探测管道，在LISA数据挑战中实现超过98%的分类准确率，识别出6个合并事件中的5个，并指出提升模型灵敏度以探测低振幅信号的未来方向。
2025-10-16 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Degeneracy between mass and peculiar acceleration for the double white dwarfs in the LISA band
质量和距离是引力波天文学测量的基本量。然而，最近的研究表明，由于GW源的加速度，测量可能会有偏差。在这里，我们开发了一种分析方法来量化这样的偏见引起的第三对双白矮星（DWD），因为DWD是最常见的GW源在毫赫兹波段。我们表明，在一个大的参数空间的质量退化的特有的加速度，使我们只能从波形检索质量${\cal M}(1+Γ)^{3/5}$，其中${\cal M}$是真正的啁啾质量的DWD和$Γ$是一个无量纲的因素成比例的特有的加速度。基于我们的分析方法，我们进行了模拟观测DWDs的激光干涉仪空间天线（LISA）。我们发现，在约$9\%$的情况下，测量的啁啾质量是有偏的，由于存在一个三级的$(5-30)\%$。在大约12个DWD中发现了更极端的情况，它们可能被错误地归类为双中子星，双黑洞，经历质量转移的DWD，甚至包含低质量间隙物体和原始黑洞的双星。质量的偏差也影响了距离的测量，导致在$1$ kpc的日心距离内以及超过$100$ kpc的DWD密度似乎过高。我们的研究结果强调了模拟GW源的天体物理环境以检索其正确的物理参数的必要性。
2020-11-30 astro-ph.HE gr-qc
Building a stochastic template bank for detecting massive black hole binaries
两个大质量黑洞的合并是LISA最强和最有希望的来源。事实上，从螺旋和合并的末端发出的引力信号将在整个宇宙中被探测到。本文描述了从大质量黑洞双星中分层搜索引力波信号的第一步。它是基于常规用于地基引力波天文学的方法，通过模板库过滤数据。然而，我们使用一种新的基于蒙特卡罗（随机）的方法在参数空间中放置一个网格，我们使用的可能性最大化的分析超过一些参数，称为F-统计，作为检测统计。我们建立了一个粗模板库来检测引力波信号并进行初步的参数估计。将使用Metropolis-Hasting随机搜索跟踪最佳候选人，以细化参数估计。我们通过将其应用于模拟LISA数据挑战1B（训练数据集）来展示该方法的性能。
2008-01-26 gr-qc
Forecasting constraints on deviations from general relativity in $f(Q)$ gravity with standard sirens
本研究利用第三代地面引力波探测器ET和空间探测器LISA的标准汽笛模拟数据，结合超新星与宇宙计时钟数据，预测对$f(Q)$修改引力理论的约束精度，为未来在宇宙学尺度检验引力本质提供新途径。
2022-12-14 astro-ph.CO gr-qc
Coherent End-to-End Search for Generic Extreme-Mass-Ratio Inspirals
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院，中国科学院大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；Department of Physics and Astronomy, The University of Texas Rio Grande Valley（德克萨斯大学里奥格兰德河谷分校物理与天文学系）
该研究针对通用极端质量比旋近源的相干端到端搜寻难题，利用次级极大值的结构设计降维轮廓似然与分层策略，实现了宽先验下的EMRI参数估计，在LISA噪声中成功恢复高信噪比信号。
2026-08-07 astro-ph.IM gr-qc
Simultaneously search for multi-target Galactic binary gravitational waves
Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学天文与前沿科学研究院）；School of physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学亚太理论物理中心）；School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院基础科学与数学学院）
本文提出一种新的LMPSO算法，用于同时搜索银河二体引力波，有效降低低信噪比信号的假警报率。
2026-03-09 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Simulation-based inference for stochastic gravitational wave background data analysis
本文提出用基于模拟的推断方法TMNRE从LISA数据中重建随机引力波背景，能隐式边际化低信噪比黑洞瞬态信号等复杂参数，并公开了代码saqqara。
2024-07-02 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Taiji Data Challenge for Exploring Gravitational Wave Universe
本文介绍面向2030年代天基引力波任务太极的首个数据挑战赛，提出更真实的数据生成、探测器响应、轨道、TDI及波形方案，并以玩具数据集验证参数估计流程。
2023-08-16 gr-qc
Improved analytic extreme-mass-ratio inspiral model for scoping out eLISA data analysis
天基引力波探测器eLISA已被选为欧空局L3任务，任务设计将在本十年末完成。为了准备未来几年的任务规划，将使用模拟数据挑战来解决数据分析中的几个悬而未决的紧迫问题，这些挑战来自2015年底发射的LISA探路者卫星的仪器测量。这些数据挑战将需要准确和计算上负担得起的波形模型，用于预期的来源，如恒星质量致密物体进入大质量黑洞的极端质量比吸入（EMRI）。以前的数据挑战利用了Barack和Cutler的著名分析EMRI波形，由于其不匹配的径向，极向和方位角频率，这些波形在数小时内生成速度非常快，但相对于更准确的波形而言是去相位的。在本文中，我们描述了一种增强的Barack-Cutler模型，该模型使用频率映射到正确的Kerr频率，以及更新的演化方程和简单的拟合到更精确的模型。增强的波形保持相位数月，并且可以在几乎没有额外计算成本的情况下生成。
2015-10-21 astro-ph.HE gr-qc
