Assessing and marginalizing over compact binary coalescence waveform systematics with RIFT
由于爱因斯坦方程组只能近似或间断地用解析或数值方法求解，因此用于推导引力波（GW）源参数的模型存在波形建模的不确定性。使用一个简单的场景，我们说明了这些差异，然后介绍了一个非常有效的技术，边缘化的波形不确定性，相对于一个预先指定的序列的波形模型。基于RIFT，一个非常有效的参数推理引擎，我们的技术可以直接占任何可用的模型，包括非常准确，但计算成本高的波形。我们的基于证据和似然的方法在逐点基础上稳健地工作，使具有强烈不相交后验的模型能够精确边缘化，同时提高了中间计算的可重用性和效率。
2020-11-06 gr-qc
Extraction of black hole coalescence waveforms from noisy data
我们描述了一个独立的分析LIGO数据的黑洞合并事件。使用利用观测到的或预期的随时间变化的频率内容的滤波方法直接从数据中提取引力波应变波形。在滤除谱峰（并考虑有限带宽）之后，对残余噪声的统计分析没有显示出非高斯行为的证据。也没有证据表明，在汉福德和利文斯顿站点的噪声信号之间存在异常的因果关系。提取的波形与LIGO提供的黑洞合并模板波形一致。模拟事件，已知的信号注入到真实的噪声，用于确定由于残余噪声的不确定性，并证明我们的结果是无偏的。我们的RMS信噪比（SNR）和出版的匹配滤波器检测SNR的概念和数值之间的差异进行了讨论。
2018-08-24 astro-ph.IM gr-qc
Deep Learning Model on Gravitational Waveforms in Merging and Ringdown Phases of Binary Black Hole Coalescences
基于匹配滤波的重力波搜索波形模板应覆盖较宽的参数范围，以保证探测的成功。数值相对论（NR）已被广泛接受为最准确的波形建模方法。尽管如此，众所周知，NR通常需要大量的计算成本。在本文中，我们展示了一种新的确定性深度学习（DL）架构的概念验证，该架构可以从非旋转二元黑洞合并的合并和振铃阶段生成引力波形。我们的模型需要${\cal O}$（1）秒来生成大约$1500$波形，平均与最先进的波形近似值之一（有效单体）匹配99.9%。我们还进行了匹配滤波与DL波形，发现波形可以恢复注入的引力波信号的事件时间。
2021-05-25 astro-ph.IM gr-qc
Measuring gravitational waves from binary black hole coalescences: II. the waves' information and its extraction, with and without templates
讨论了从探测到的双黑洞合并引力波中提取信息的问题，重点讨论了在逐渐螺旋后和环缩前的合并阶段。我们的结果是：（1）如果数值相对论模拟在LIGO/VIRGO探测BBH之前没有产生模板合并波形，则可以对合并波进行带通滤波。对于小于约40个太阳质量的BBH，通过它们的螺旋波检测到，带通滤波信噪比表明，合并波通常应该在初始和先进的LIGO干涉仪的噪声中几乎不可见。(2)我们推导出一个优化的（极大似然）方法，用于从嘈杂的检测器输出中提取最适合的合并波形;一个“垂直投影”这个输出到一个函数空间（指定使用小波），结合了我们的先验知识的波形。该方法的一个扩展允许一个提取BBH的两个独立的波形从几个干涉仪的输出。(3)如果数值相对论产生代码生成合并模板，但运行代码是太昂贵，允许合并参数空间的广泛调查，然后粗略调查这个参数空间，以确定几个关键参数的范围，并探讨我们描述的几个定性问题，将是有用的数据分析的目的。(4)一套完整的模板可以用来测试广义相对论的非线性动力学和测量一些二元参数。我们估计从合并波（约10至60 LIGO/VIRGO，高达200 LISA），估计由于模板数值误差或稀疏的模板网格的信息损失的位数，并推断模板精度和间距的近似要求。
1997-10-30 astro-ph gr-qc
Fast, faithful, frequency-domain effective-one-body waveforms for compact binary coalescences
从引力波观测中推断双星中子星的性质需要产生数百万个波形，每个波形在频率范围内跨越大约三个数量级。因此，波形模型必须有效地产生，并在同一时间，是忠实的后牛顿准绝热螺旋合并制度。这个问题的一个简单的解决方案是将有效的一体波形与固定相位近似相结合，以获得从任何低频到合并都有效的频域多极近似。我们表明，在后绝热近似中产生的有效的一体频域波形与当前的唯象模型和代理模型在计算上具有竞争力，（几乎）任意长，并且忠实于任何二进制参数的合并。同样的方法也可以用来有效地产生中等质量的二元黑洞螺旋波形检测天基干涉仪。
2020-11-30 astro-ph.HE gr-qc
Systematic Bias Due to Nonspinning Template Waveforms in the Gravitational Wave Parameter Estimation for Aligned-Spin Binary Black Holes
我们研究了对齐自旋二进制黑洞（BBH）信号的引力波的参数估计和评估的影响，可以通过使用nonspinning模板波形产生的偏差。我们采用简单的方法来计算重叠分布的统计不确定性。对于基准波形模型，我们使用一个唯象模型，该模型被设计用于产生从合并BBH系统发射的引力波形。我们发现，nonspinning波形模板恢复的质量参数可以显着偏离对齐自旋信号的真实值。通过比较系统偏差与统计不确定性，我们检查的有效性nonspinning模板对齐自旋BBH的参数估计。
2017-04-11 gr-qc
Compact binary coalescence parameter estimations for 2.5 post-Newtonian aligned spinning waveforms
我们研究的参数精度，可以实现先进的地面探测器的双螺旋黑洞和中子星。我们使用Arun等人（2009）的2.5 PN旋转波形。我们的主要结果是，错误是显着不同，从现有的2PN研究对齐自旋。虽然可以更准确地确定质量，但与较低PN阶的先前工作相比，测量单个自旋的准确度较低。我们还研究了几个区域的参数空间相关的预期来源和简单的先验的影响。旋转的组合可以测量到更高的精度，我们研究这可以告诉我们关于旋转系统的信息。
2012-05-09 astro-ph.CO gr-qc
Exciting black hole modes via misaligned coalescences: II. The mode content of late-time coalescence waveforms
利用广义Ori-Thorne算法构造的内旋轨道和坍缩轨道，我们用时域黑洞微扰理论程序计算了相应的引力波.这些波形的最后一个周期是Kerr准正规模的叠加。在本文中，我们研究了模式的激发如何作为源参数的函数，如较大的黑洞的自旋和较小的身体的螺旋和暴跌的几何形状。我们发现，准正规模式的混合物，从合并的最终引力波的特征是完全由自旋$a$的较大黑洞，一个角度$I$的特点是偏离的轨道平面从黑洞的自旋轴，第二个角度$θ_{\rm fin}$描述的位置，在该位置的小天体穿过黑洞的事件视界，以及物体最终运动的方向sgn $(\dotθ_{\rm fin})$。如果这些大质量比的结果在不太极端的质量比下成立，那么测量二元黑洞合并引力波的多个振铃模式可能提供有关源的二元性质的重要信息，例如轨道角动量与黑洞自旋的不对准。这对于大质量的双星可能特别有用，因为早期的内旋波不在探测器最敏感的波段内。
2019-11-15 astro-ph.HE gr-qc
Compact binary coalescences: Constraints on waveforms
紧凑的二元聚结（CBCs）的引力波形对于LIGO-Virgo合作的探测是非常宝贵的。它们是通过半解析模型和数值模拟相结合得到的。到目前为止，由这些程序引起的系统误差似乎小于统计误差。然而，将在不久的将来投入使用的新探测器的灵敏度大大提高，这将要求波形更加准确。如果对\emph{evaluate}精确度进行各种交叉检查，特别是在数值模拟稀疏的参数空间区域中，则会促进这项任务。目前，通过将候选波形与被认为是精确的数值相关性（NR）波形进行比较来估计误差。本文的目标是提出一个质的不同的工具。我们表明，充分的非线性广义相对论（GR）的CBC波形施加了无限数量的尖锐的约束。这些可以提供明确的测量来评估候选波形相对于精确GR的准确性，帮助发现系统误差，并且还提供对NR模拟本身的外部检查。
2021-01-12 astro-ph.HE gr-qc
Fast post-adiabatic waveforms in the time domain: Applications to compact binary coalescences in LIGO and Virgo
我们提出了一个计算效率（时域）多极波形模型准圆形自旋对齐紧凑的二元聚结。该模型结合了数值相对论的优点，有效的单体（EOB）家庭的模型与绝热后的解决方案的运动方程的两体动力学的螺旋部分。我们在效率和准确性方面将此模型与其他最先进的波形进行了基准测试。我们发现一个加速的一至两个数量级相比，基本的时域EOB模型的总质量范围$2 - 100 M_{\odot}$。更具体地说，对于一个低总质量系统，例如具有相同质量的$1.4 M_{\odot}$的中子双星，如GW 170817，计算加速约为100倍;对于具有总质量$\sim 40 M_\odot$和质量比$\sim 3$的事件，如GW 190412，加速是$\sim 20$的因子，而对于具有可比质量和总质量$\sim 70 M_{\odot}$的二元系统，与GW 150914一样，它是$\sim 10$的一个因子。我们证明了新的模型是非常忠实的基本EOB模型的不忠实度小于$0.01\%$在整个适用区域的参数空间。最后，我们介绍了这种新的波形模型的参数估计研究和测试的广义相对论的成功应用。
2021-05-14 gr-qc
Fast and accurate prediction of numerical relativity waveforms from binary black hole coalescences using surrogate models
通过求解爱因斯坦方程来模拟二元黑洞（BBH）合并在计算上是昂贵的，需要几天到几个月的超级计算时间。使用降阶建模技术，我们构建了一个准确的代理模型，这是在毫秒到一秒的评估，从非自旋BBH聚结与质量比在$[1, 10]$和持续时间对应的约$15$轨道合并前的数值相对论（NR）波形。我们评估模型的不确定性，并表明我们的建模策略预测NR波形{ \em not}用于代理的训练，误差几乎与NR代码的数值误差一样小。我们的模型包括所有球谐${}_{-2}Y_{\ell m}$波形模式解决的NR代码高达$\ell=8.$我们比较我们的代理模型有效的一体波形从$50$ - $300 M_\odot$先进的LIGO探测器，并发现代理总是更忠实（在大多数情况下，至少一个数量级）。
2015-10-07 astro-ph.HE cs.CE gr-qc
Designing a template bank to observe compact binary coalescences in Advanced LIGO's second observing run
我们描述的方法和新技术用于构建一组波形，或模板银行，适用于搜索紧凑的二元聚结在先进的LIGO的第二次观测运行。该模板库适用于观测由两个中子星、两个黑洞或一个中子星和一个黑洞组成的系统。后牛顿公式用于模拟总质量小于4 $M_{\odot}$的波形，最新的有效单体模型，校准到数值相关性，包括合并和振铃，用于总质量大于4 $M_{\odot}$。忽略了自旋进动、物质、轨道偏心率和四极外辐射模的影响。与Advanced LIGO第一次观测运行中用于搜索紧凑双星合并的模板库相比，这里我们包括总质量高达数百个太阳质量的双星黑洞系统，从而提高了观测此类系统的能力。我们引入一种技术来改变波形滤波器的起始频率，使我们的银行可以同时包含二进制中子星和高质量的二进制黑洞波形。我们还引入了一个下限的滤波器波形长度，排除非常短的持续时间，高质量的模板，其灵敏度大大降低的干涉仪的特性和性能。
2017-05-04 gr-qc
Gravitational waves from inspiraling compact binaries: Second post-Newtonian waveforms as search templates
我们确定的有效性的第二后牛顿近似的引力波发射过程中的绝热inspiral的一个紧凑的二元系统作为模板的信号搜索与更大规模的干涉检测器。参考信号是通过求解Teukolsky方程获得的，该方程适用于围绕一个大的非旋转黑洞在圆形轨道上运动的小质量。从该信号和这些模板计算的各种类型的二元系统的拟合因子都在90%以上。根据Apostolatos的准则，第二后牛顿波形应该成为可接受的有效搜索模板。
1997-05-13 gr-qc
Rapid generation of fully relativistic extreme-mass-ratio-inspiral waveform templates for LISA data analysis
未来的空间任务LISA将观测大量的毫赫兹频率的引力波源。其中，紧凑物体进入大质量黑洞的极端质量比激励是将强场复杂性的挑战与长寿命信号的挑战相结合的唯一来源。通过在数据分析期间将这些信号与大量精确波形模板进行比较来发现和表征这些信号，但是通过计算完全相对论性波形中的$\sim10^3$ - $10^5$谐波模式来阻碍这些模板的快速生成。我们使用降阶和深度学习技术来获得这些模式的全局拟合，并在具有硬件加速的完整波形框架中实现它。我们的高保真波形可以在$1\,\mathrm{s}$下生成，并实现$\lesssim 5\times 10^{-4}$与参考波形的不匹配，而参考波形的时间要长$\gtrsim 10^4$倍。这标志着第一次，分析长度的波形与完整的谐波内容可以产生的时间尺度上有用的直接实施LISA分析算法。
2020-08-13 gr-qc
Accelerating parameter estimation of gravitational waves from compact binary coalescence using adaptive frequency resolutions
贝叶斯参数估计的引力波从紧凑的二元聚结（CBC）通常需要超过数百万的计算昂贵的模板波形的评估。我们提出了一种技术，以减少成本的波形产生，利用啁啾行为的CBC信号。我们的技术不需要在分析中使用的频率范围内的所有频率的波形，并且不会由于波形的上采样而遭受固定成本。我们的方法加快了典型双星中子星信号的参数估计，对于$20\,\mathrm{Hz}$的低频截止，加快了$\mathcal{O}(10)$，对于$5\,\mathrm{Hz}$，加快了$\mathcal{O}(10^2)$。它不需要任何离线准备或由检测管道提供的源参数的准确估计。
2021-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A novel scheme for rapid parallel parameter estimation of gravitational waves from compact binary coalescences
我们介绍了一个高度并行化的架构，用于估计参数的紧凑的二进制合并使用引力波数据和波形模型。使用球面谐波模式分解，波形被表示为取决于固有参数（例如质量）的模式的总和，其中系数取决于观察者依赖的外部参数（例如距离、天空位置）。然后对这些模式的数据进行预过滤，在固定的固有参数，使有效地评估通用源位置和方向的可能性，独立于波形长度或生成时间。我们有效地并行化我们的内在空间计算，通过整合所有外部参数，使用Monte Carlo积分策略。由于波形生成和预滤波只发生一次，因此积分成本在整个过程中占主导地位。此外，我们操作分层，使用现有的引力波搜索的信息，以确定参数空间的区域，强调在我们的采样。作为概念的证明和结果的验证，我们使用标准的时域波形实现了该算法，在最近的计算硬件上在不到一个小时的时间内处理每个事件。对于大多数事件，我们评估边缘化的可能性（证据），统计误差小于约5%，在许多情况下甚至更小。由于运行时间有限，与波形模型的起始频率无关，因此几乎不变的策略可以估计2018年高级LIGO时代的NS-NS参数。我们的算法可用于任何质量的任何噪声曲线和现有的时域模型，包括一些计算成本很高的波形。
2015-02-15 gr-qc
Line-of-Sight Acceleration-driven waveform corrections for unequal-mass compact binary coalescences
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（天文与天体物理大学中心）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学加拿大理论天体物理研究所）
本文为高阶模态波形模型推导LOSA的相位与振幅修正，证明其对GW190814等不对称双星参数估计至关重要，并指出文献中相关实现的不一致。
2026-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Speed and accuracy for long signals: Frequency-domain effective-one-body waveforms for compact binary coalescences
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；University of Maryland（马里兰大学）
针对双中子星等长信号引力波推断，提出频域有效单体波形模型SEOBNRv5THM，结合稳态相位近似与快速傅里叶变换，在保持精度下大幅提升计算效率。
2026-06-01 gr-qc
Deep learning waveform anomaly detector for numerical relativity catalogs
本文开发了一种深度学习模型，用于检测SXS数值相对论目录中双黑洞波形的异常，并在1341个模拟中识别出七类并合阶段异常。
2024-02-21 gr-qc
A waveform model for the missing quadrupole mode from black hole coalescence: memory effect and ringdown of the $(\ell=2,m=0)$ spherical harmonic
本文构建并校准了包含记忆效应与准正常铃振的双黑洞$(\ell=2,m=0)$模式波形模型，并将其扩展至 IMRPhenomTHM 以支持贝叶斯参数估计。
2024-10-28 gr-qc
Interpolation in waveform space: enhancing the accuracy of gravitational waveform families using numerical relativity
在引力波天线数据中识别致密天体合并的匹配滤波包括将数据流与一组模板引力波形进行比较。典型地，模板库由现象学波形模型构造，因为这些可以针对物理参数的任意选择来评估。最近，已经提出，奇异值分解（SVD）可以用来减少检测所需的模板的数量。正如我们在这里所展示的，SVD的另一个好处是它从现象学模板中去除了偏差，同时相应地提高了它们表示从数值相关性（NR）模拟中获得的波形信号的能力。使用这些想法，我们提出了一种方法，校准减少SVD基础上的现象学波形对NR波形，以构建一个新的波形近似与原始的现象学模型相比，提高了准确性和忠实性。新的波形族通过插值NR波形的投影系数扩展到约化基上的数值计算给出，并提供了一个增强唯象模型的通用方案。
2012-11-29 gr-qc
Gravitational waves from inspiraling compact binaries: Second post-Newtonian waveforms as search templates II
我们提出了进一步的证据，第二后牛顿（PN）近似的引力波所发出的吸入紧凑的双星是足够的检测这些系统。这是通过将2 pN波形与从黑洞微扰理论计算的信号进行比较而建立的。不同的检测器噪声曲线的结果。我们还讨论了这种类型的分析的有效性。
1998-06-19 gr-qc
Reliability of complete gravitational waveform models for compact binary coalescences
随着后牛顿（PN）理论和数值相对论（NR）的最新进展，通过将两种描述组合成一个混合信号来构造吸气合并振铃波形已经成为可能。在解决这些波形的可靠性时，先前的研究已经将PN贡献确定为主要的误差源，可以通过结合更长的NR模拟来减少。在这里，我们克服了两个突出的问题，使得难以确定产生适当准确的混合所需的最小NR模拟长度：（1）GW搜索的标准是真实波形和一组模型波形之间的失配，在模型中的所有波形上进行优化，但对于离散混合，这种优化尚不可能。(2)这些计算通常要求数值波形已经存在，而我们开发了一种算法来估计没有数值数据的混合失配误差。我们的程序依赖于结合假定等效PN模型在最高可用阶与NR制度中的共同数据，它们的差异作为每个波形中假设的不确定性的度量。与一些早期的研究相反，我们估计，在合并之前的~10 NR轨道应该允许构建足够精确的波形族，以便在广泛的参数范围内进行检测，仅排除高度旋转的不等质量系统。非自旋系统，即使具有高质量比（q>=20），也能很好地模拟出天体物理上合理的组分质量。总质量和对称质量比的参数偏差仅为1%，无量纲自旋幅度小于0.1。我们认为，在先进的探测器时代，类似的NR波形长度将保持最先进的水平，并开始评估可以用它们完成的科学极限。
2011-09-12 gr-qc
A template-free approach for waveform extraction of gravitational wave events
我们开发了一个通用的数据驱动和无模板的方法提取事件波形存在的背景噪声。最近的引力波观测提供了一个重要的科学领域，需要数据分析和波形提取能力。我们使用我们的方法来找到第一次，第二次和第三次LIGO观测运行（O1，O2和O3）报告事件的波形。利用提取波形的希尔伯特变换得到的瞬时频率，我们提供了引力波到达探测器之间的物理时间延迟。
2021-10-15 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Hybrid geometric-random template placement algorithm for gravitational wave searches from compact binary coalescences
由中子星和黑洞组成的天体物理致密双星系统是先进LIGO探测器的一类重要的引力波源。精确的理论波形模型，从螺旋，合并和振铃阶段的这种系统，被用来过滤检测器数据下的模板匹配滤波范例。固定最小匹配的参数空间上的有效网格对这些搜索所花费的总时间有直接影响。本文提出了一种新的几何-随机混合模板布局算法，用于两个质量和一个自旋幅度参数描述的信号。这样的模板库有可能用于从双星中子星和中子星-黑洞系统中搜索GW。模板放置是鲁棒的，并且能够自动适应曲率和边界效应而无需微调。我们还比较了这些银行香草随机模板银行，并表明，虽然都是同样有效的拟合因子的意义上，银行的大小是$\sim 25 \%$更大的随机方法。此外，我们表明，建议的混合银行的产生可以加快近一个数量级的随机银行。与最佳实施有关的一般问题进行了详细讨论。这些改进预计将直接降低引力波搜索的计算成本。
2017-11-12 gr-qc
A stochastic template bank for gravitational wave searches for precessing neutron-star--black-hole coalescence events
迄今为止，引力波的研究主要集中在非旋进系统上。包括旋进效应大大增加了要搜索的模板的数量。这导致计算成本的相应增加，并且可能增加实际搜索的误报率。另一方面，可能有一些天体物理系统完全被非进动搜索所遗漏。在本文中，我们考虑使用随机方法构建一个模板银行的问题，中子星-黑洞双星允许进动，但与限制的方向的总角动量的二进制指向检测器和中子星自旋是可以忽略不计的相对于黑洞。我们量化搜索所需的模板数量，并明确构建模板库。我们表明，尽管大量的模板，随机方法可以适应解决这个问题。我们量化了非旋进搜索可能错过信号的参数空间区域。
2017-11-13 astro-ph.HE gr-qc
Compact binary waveform recovery from the cross-correlated data of two detectors by matched filtering with spinning templates
我们调查是否恢复的机会，通过匹配滤波与随机选择的旋转波形产生的LAL包的L1和H1 LIGO探测器的模拟输出的互相关，提高了高度旋转的波形。我们发现，一个适当定义的相关重叠提高了质量的估计，并提高了自旋角的恢复。
2010-05-12 astro-ph.CO gr-qc
Studies of waveform requirements for intermediate mass-ratio coalescence searches with advanced detectors
恒星质量致密物体合并成中等质量黑洞（中等质量比合并; IMRAC）是地面引力波干涉仪在所谓高级配置中的一个重要天体物理来源。然而，对这些系统进行有效的基于匹配滤波器的搜索的能力受到缺乏可靠波形的限制。在这里，我们考虑的双星中，中等质量的黑洞的质量范围在24 - 200太阳质量与恒星质量的伴侣有质量范围在1.4 - 18.5太阳质量。此外，我们将双星的质量比q限制在1/140 < q < 1/10的范围内，并将我们的研究限制在具有非自旋组件的圆形双星的情况下。我们调查的相对贡献的信噪比（SNR）的三个不同阶段的合并：螺旋，合并和衰荡。我们发现，合并和振铃贡献了相当大一部分的总SNR的质量参数空间的大部分，虽然在有限的一部分的SNR是占主导地位的inspiral阶段。我们进一步确定了IMRAC质量空间中的三个区域，其中：（i）仅吸气搜索可以在检测率L损失在10% < L <27%的范围内的情况下执行，（ii）基于仅吸气模板的搜索导致检测率损失在27% < L <50%的范围内，以及（iii）包括合并和振铃的模板对于防止超过50%的检测率损失是必不可少的。我们调查的有效性，其中的IMRAC波形空间的吸气仅部分被覆盖，通过比较几个现有的波形家庭在这个制度。我们的研究结果加强了广泛的数值相对论模拟IMRAC的重要性，需要进一步研究合适的近似方案在这个质量范围内。
2014-01-07 astro-ph.HE gr-qc
Parameter estimation on compact binary coalescences with abruptly terminating gravitational waveforms
引力波天文学试图从它们发出的引力波信号中提取有关天体物理系统的信息。对于合并紧凑二进制源，这需要用于inspiral的准确模型模板，以及潜在的后续合并和振铃。具有突然终止于检测器的敏感带中的频域波形的模型通常用于参数估计研究。我们发现，突然的波形终止包含重要的信息，影响参数估计精度。如果这个尖锐的截止点不是出于物理动机，那么这些额外的信息可能会导致误导性的良好准确性声明。我们还表明，使用截止波形作为模板来恢复完整的信号可能会导致参数估计的偏差。我们评估何时截止的信息内容可能是重要的，在这两种情况下。我们还指出，标准的Fisher矩阵形式主义，经常用于近似预测参数估计的准确性，不能正确地将一个突然的截止存在于信号和模板，这一观察解释了一些以前意想不到的结果发现在文献中。这些影响强调了使用完整的波形与准确的合并和振铃阶段的参数估计的重要性。
2014-07-23 astro-ph.HE gr-qc physics.data-an
Efficient Reconstruction of Matched-Filter Signal-to-Noise Ratio Time Series from Nearby Templates for Compact Binary Coalescences Searches
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）
该研究提出了一种通过截断比值波形高效重建匹配滤波信噪比时间序列的方法，用于搜索致密二体合并信号，显著降低计算成本和存储需求。
2026-03-13 astro-ph.IM gr-qc
Inferring the gravitational wave memory for binary coalescence events
完整的非线性广义相对论预言了引力波的记忆效应。对于紧密的双星合并，总的引力记忆作为一个推断的可观测量，在概念上与最后一个黑洞的质量和自旋处于相同的地位。给定任何LIGO事件的候选波形，然后，可以计算总引力记忆的后验概率分布函数，并使用它们来比较和对比波形。在本文中，我们提出了这些后验分布的双黑洞合并事件中报告的第一个引力波瞬态目录（GWTC-1），使用唯象和连续的一体波形。总的来说，两组后验分布相互吻合得很好，虽然我们发现记忆的$\ell=2, m=1$模式的差异较大。这表明其他推断的观测量的后验分布没有捕获到系统误差的可能来源。因此，总记忆的各种角度模式的后验分布可以作为诊断工具，以进一步改善波形。像这样的分析将是有价值的，特别是对未来的事件，因为地基探测器的灵敏度提高，并为LISA可以直接测量总的引力记忆。
2020-09-14 gr-qc
Comparison and contrast of test-particle and numerical-relativity waveform templates
我们比较和对比的引力波的发射和波形最近建立的“螺旋漂移序列”的一个测试粒子周围的克尔黑洞与公开可用的波形模板的数值相对论。考虑两个质量相当的黑洞的并合。我们勾勒出一个最终顺利合并的测试粒子到最终克尔黑洞。如果我们对粒子和克尔黑洞的质量采用牛顿质心描述，而对克尔黑洞的自旋采用一个有效值，我们会发现这两种处理方法之间惊人的和意想不到的一致性，但其性质仍有待澄清。
2018-02-06 astro-ph.HE gr-qc
The balancing act of template bank construction: inspiral waveform template banks for gravitational-wave detectors and optimizations at fixed computational cost
引力波搜寻来自螺旋形紧密双星的信号依赖于匹配的滤波波形库（称为模板库），试图从探测器数据中提取信号波形。这些模板银行已被构造使用四个主要的考虑因素，感兴趣的参数空间的区域，检测器的灵敏度，匹配的滤波带宽，和灵敏度一个愿意失去由于模板放置的粒度，后者是由最小匹配。在这项工作中，我们描述了如何选择较低的频率截止，匹配滤波器频带的低端，可以优化检测。我们还展示了如何在有限的计算资源的情况下，可以最佳地选择最小的匹配。这些技术应用于搜索二元中子星信号，这些信号以前在分析初始LIGO和Virgo数据时已经执行，并将使用预期的探测器灵敏度分析高级LIGO和高级Virgo数据。通过遵循这里提出的算法，预测这些搜索的体积灵敏度将在不增加执行搜索的计算成本的情况下得到改善。
2013-03-08 gr-qc physics.data-an
Accelerating gravitational wave parameter estimation with multi-band template interpolation
对致密双星聚并产生的引力波信号进行参数估计需要对计算密集的波形模型进行评估，这通常是分析中的瓶颈。随着后来的第二代和第三代探测器的低频率灵敏度促使使用更长的波形，该成本将进一步增加。我们描述了一种加速参数估计的方法，通过利用啁啾行为的信号采样的波形稀疏的部分，在那里的全频率分辨率是不需要的。我们证明，该方法可以重现原始结果与波形不匹配的$\leq 5\times 10^{-7}$，但与波形生成成本高达$\sim 50$倍，计算成本高的频域波形从低于8 Hz。
2017-05-19 gr-qc
Efficient Gravitational Wave Template Bank Generation with Differentiable Waveforms
对来自紧凑双星合并的引力波的最灵敏的搜索管道使用匹配滤波器从来自引力波探测器的噪声数据流中提取信号。匹配滤波器搜索需要覆盖二进制系统的物理参数空间的模板波形库。不幸的是，模板库的构建可能是一项耗时的任务。在这里，我们提出了一种新的方法，有效地产生模板银行，利用自动微分计算参数空间度量。原则上，我们证明了自动微分可以准确计算目前在搜索管道中使用的波形的度量，同时计算成本低。此外，通过结合随机模板放置和蒙特卡罗方法来评估当前覆盖的参数空间的分数，我们表明，可以快速生成用于频域波形的搜索就绪模板库。最后，我们认为，微分波形提供了一条途径，以加速随机布局算法。我们将所有的方法都实现到一个基于diffbank框架的易于使用的Python包中，以允许社区轻松地利用可区分的波形进行未来的搜索。
2022-11-30 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Binary black hole coalescence in the extreme-mass-ratio limit: testing and improving the effective-one-body multipolar waveform
讨论了质量为$μ$和$M$的非自旋黑洞双星在极端质量比极限$μ/M=ν\ll 1$下发射的有效单体多极引力波的性质。我们把重点放在从准圆螺旋的过渡暴跌，合并和ringdown.We比较EOB波形的Regge-Wheeler-Zerilli（RWZ）波形计算使用双曲面层的方法，并提取在零无穷大。因为EOB波形在分析上跟踪早期螺旋中的大多数相位差，所以我们不允许波形之间的任何任意时间或相移。粒子的动力学，共同的波产生形式主义，是由领先的顺序${\cal O}(ν)$解析-图解辐射反应。EOB和RWZ波形具有约$5\times 10^{-4}$ rad的初始失相，然后在长螺旋（$\sim 33$轨道）期间保持非常精确的相位相干性，直到最后的稳定轨道，即$Δϕ/ϕ\sim -5.95\times 10^{-6}$，仅积累约$-2\times 10^{-3}$ rad。我们获得这样的准确性，而无需校准的分析图解的EOB波形的数值数据，这表明倾向的EOB波形的ISA为导向的研究。然后，我们通过在引力波振幅和相位中引入和调整准圆修正来改善合并前后EOB波形的行为。对于每个多极子，我们调整只有四个下一个准圆形参数，要求EOB和RWZ波形之间的兼容性在光环。合并时间前后的相位差小至$\pm 0.015$ rad，分数振幅一致率为2.5%。这表明，旁边的准圆形修正的相位可以是一个有用的成分EOB和数值…
2011-03-10 astro-ph.CO gr-qc
Physically consistent gravitational waveform for capturing beyond general relativity effects in the compact object merger phase
本文提出一种物理自洽的参数化引力波形，通过微扰修正捕捉致密双星并合阶段超越广义相对论的效应，并验证其能有效刻画非线性区域的偏离。
2025-09-22 gr-qc
Comparison of high-accuracy numerical simulations of black-hole binaries with stationary phase post-Newtonian template waveforms for Initial and Advanced LIGO
我们研究的有效性，目前使用的地面引力波探测器搜索合并的二元黑洞的静止相位近似后牛顿波形进行比较，从数值模拟的一个等质量的非自旋二元黑洞inspiral，合并和ringdown获得一个准确的波形。我们进行这项研究的初始和先进的LIGO探测器。我们发现，模板和信号之间的重叠可以通过将匹配滤波器集成到比目前使用的频率更高的频率来改善。我们提出了简单的分析频率截止初始和先进的LIGO，实现了接近最佳的匹配，并可以很容易地扩展到不等质量，旋转系统。我们还发现，模板，包括条款的阶段演变高达3.5 pN的顺序几乎总是更好的，很少显着恶化，比目前使用的2.0 pN模板。对于初始LIGO，我们建议使用模板的策略，包括最近在低质量（$M \leq 35 \MSun$）区域引入的伪4.0 pN项，以及3.5 pN模板，允许在此之上的对称约化质量$η$的非物理值。对于这里使用的数据，该策略总是实现最优值的0.3%以内的重叠。对于高级LIGO，我们推荐使用3.5 pN模板（最高达$M=12 \MSun$）、2.0 pN模板（最高达$M=21 \MSun$）、伪4.0 pN模板（最高达$65 \MSun$）和3.5 pN模板（含非物理$η$）以获得更高质量。这种策略总是实现Advanced LIGO最佳值的0.7%以内的重叠。
2009-01-14 gr-qc
Sensitivity Comparison of Searches for Binary Black Hole Coalescences with Ground-based Gravitational-Wave Detectors
从二进制黑洞合并的引力波瞬变的搜索通常依赖于两种方法之一：匹配滤波与模板和形态无关的过剩功率搜索。在分析第一代地基引力波干涉仪的数据时，采用了多种算法来抑制非高斯噪声瞬变，并针对二元黑洞参数空间的不同区域。在本文中，我们比较了三个这样的算法的灵敏度：匹配滤波与完整的合并模板，匹配滤波与振铃模板和一个形态无关的多余的权力搜索。比较是在一个固定的误报率，并依赖于旋转，非旋进系统的总质量为25 - 350太阳质量，其中包括恒星质量和中间质量的黑洞二进制的参数空间的蒙特卡洛模拟的二进制黑洞合并。我们发现，在25 - 100太阳质量的质量范围内，搜索的敏感距离，边缘化的源参数，是最好的匹配滤波到全波形模板，在10%以内的误报率为每年3个事件。在100 - 350太阳质量的质量范围内，同样的比较有利于形态无关的过剩功率搜索到20%以内。还探讨了质量和自旋的依赖性。
2014-05-26 gr-qc
Systematic errors in measuring parameters of non-spinning compact binary coalescences with post-Newtonian templates
我们研究的天体物理影响的重力波形的不准确和不完整的建模从紧凑的二元聚结（CBCs）。我们这样做的匹配滤波的完整的吸气合并振铃（IMR）信号与银行的吸气相位模板建模后的3.5后牛顿泰勒T1近似。选择模板的基本原理有三个方面：（1）现象学信号的螺旋相位，这是完整IMR信号的一个例子，在相同的泰勒T1近似上建模。(2)在低质量的限制，合并和衰荡阶段的持续时间比inspiral阶段短得多，误差应该趋于消失的小值，因此，提供了一个重要的检查我们的模拟数值方面。(3)由于双星黑洞（BBH）的信号还不知道质量比超过10，因为来自涉及中子星的CBCs的信号受到其状态方程知识的不确定性的影响，螺旋模板仍然在使用中搜索这些信号。从我们的数值模拟的结果进行了比较与分析计算的系统误差使用的Fisher矩阵的模板参数空间。我们发现，即使对于组分质量为m1 = 13 M \odot和m2 = 20 M \odot的双黑洞，信噪比（SNR）的损失也可以高达60%.此外，同一对的估计总质量可能会偏离20%。这两种情况对于一些更高质量的组合来说都更糟。甚至对称质量比η的估计在这个例子中也有近20%的误差，并且在这里研究的质量范围内可能比50%更差。这些误差显著地支配它们的统计对应物（在标称SNR为10时）。然而，可以通过允许具有非物理值η的模板来减轻SNR的损失。
2012-07-13 gr-qc
Matched Filtering of Numerical Relativity Templates of Spinning Binary Black Holes
在数值相对论中，双黑洞问题的解决已经取得了巨大的进展。数值相对论产生的波形将在引力波探测中发挥作用，既可以作为分析模板库的试验台，也可以作为模板库本身。随着数值相对论探索的参数空间的扩大，量化每个参数对引力波探测以及对引力波源参数估计的影响的重要性也在增加。有鉴于此，我们提出了一个研究等质量，自旋双星黑洞的演化，通过匹配滤波技术通常用于数据分析。我们研究了两个数值波形之间的匹配如何随数值分辨率、黑洞的初始角动量以及源与探测器之间的倾角而变化。由于自旋黑洞双星是轴向的，并且在合并前的波形只包含大约两个半轨道，这一研究受到了限制。我们发现，为了检测的目的，旋转的黑洞除了主模式，需要包括更高的谐波，一个条件，变得更加重要的黑洞自旋增加。此外，我们进行了初步的调查如何以及固定的自旋和倾斜角的模板可以检测任意自旋和倾斜的轴向情况下，在这里考虑的目标模板。
2007-05-27 astro-ph gr-qc
Binary black hole coalescence in the large-mass-ratio limit: the hyperboloidal layer method and waveforms at null infinity
计算和分析了两个黑洞系统在大质量比极限下向未来零无穷远辐射的引力波形。我们考虑了从准绝热螺旋到坍落、合并和衰荡的过渡。相对动力学是由一个领先的顺序在质量比，5 PN-图解，有效的一体化（EOB），分析辐射反应。为了计算波形，我们解决了Regge-Wheeler-Zerilli方程在时域上的一个类空叶理，这与标准的史瓦西叶理在该地区，包括小黑洞的运动相一致，是全球双曲面，使我们能够包括未来的零无穷大的计算域中的紧化。这种方法被称为双曲面层方法，并在这里讨论的第一次在研究的引力辐射的黑洞双星。我们认为二进制特征的五个质量比，$ν=10^{-2,-3,-4,-5,-6}$，这是主要目标的空间或第三代引力波探测器。我们发现有限半径和零-无限波形之间存在显著的相位差。我们测试，在我们的背景下，外推程序的可靠性，经常适用于数值相对论波形。我们提出了一个更新的计算引力反冲赋予合并残留物的引力波发射。作为一个自我一致性测试的方法，我们表现出良好的分数协议（即使在暴跌）之间的5 PN EOB计算的机械角动量损失和引力波角动量通量计算在零无穷大。文中还介绍了有关不稳定圆轨道辐射的新结果。
2011-10-12 gr-qc
Effective-one-body waveforms calibrated to numerical relativity simulations: coalescence of non-precessing, spinning, equal-mass black holes
我们提出了第一次尝试校准的有效单体（EOB）模型，以准确的数值相对论模拟旋转，非旋进黑洞双星。在1000 M的时间间隔内以低频对齐EOB和数值波形，我们首先估计数值波形中的相位和幅度误差，然后通过校准少数EOB可调参数来最小化数值波形和EOB波形之间的差异。在等质量，自旋对齐的情况下，我们发现，数值和EOB（2，2）模式之间的相位和分数振幅差可以减少到0.01弧度和1%，分别在整个inspiral波形。在等质量、自旋反对齐的情况下，这些差异在螺旋和切入期间可以减小到0.13弧度和1%，并且在合并和振铃期间可以减小到0.4弧度和10%。在自旋对齐的情况下，波形一致性在数值误差范围内，而在自旋反对齐的情况下，波形一致性略高于数值误差。使用增强型LIGO和高级LIGO噪声曲线，我们发现EOB和数值（2，2）模式之间的重叠，在初始阶段和到达时间最大化，大于0.999的总质量为30- 200 Ms的二进制文件。除了前导（2，2）模式，我们比较了四个子前导模式。我们发现良好的振幅和频率之间的协议的EOB和数值模式的自旋配置考虑，除了（3，2）模式的自旋反对齐的情况下。我们认为，在（3，2）模式的较大差异是由于缺乏知识的后牛顿自旋效应在更高的模式。
2010-01-26 gr-qc
Template Banks for Binary black hole searches with Numerical Relativity waveforms
高级激光干涉仪引力波天文台和高级室女座预计将探测到来自合并的恒星质量黑洞双星的引力波。检测搜索通过使用一组波形模板对检测器数据进行匹配滤波来操作。传统上，BBH的模板库是从中间分析波形模型构建的，这些模型是针对数值相关性模拟进行校准的，并且可以针对BBH参数的任何选择进行评估。本文探讨了一种替代传统的方法，即直接从数值BBH模拟的模板银行的建设。使用非旋转BBH系统作为一个例子，我们演示了哪些区域的质量参数平面可以覆盖现有的数值BBH波形。我们估计所需的数量和所需的长度的BBH模拟，以覆盖整个非旋转BBH参数平面的质量比10，从而说明我们的方法可以用来指导未来的数值模拟的参数放置。我们推导出的误差范围是独立的分析波形模型，因此，我们的形式主义可以用来独立测试这种波形模型的准确性。由此产生的模板银行适用于先进的LIGO搜索。
2013-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Template Bank for Compact Binary Coalescence Searches in Gravitational Wave Data: A General Geometric Placement Algorithm
本文介绍了一种在引力波干涉仪数据中寻找致密双星合并的模板波形的算法。我们利用了二进制参数的频域波形的振幅和展开相位的平滑依赖性。我们组波形具有相似的幅度配置文件和执行奇异值分解的相位配置文件，以获得一个正交基的相位函数。前导基函数跨越低维线性空间，其中任何物理波形的展开相位都很好地近似。最佳模板放置由线性系数空间中的规则网格给出。该算法适用于任何频域波形模型和探测器灵敏度曲线。它在计算上是高效的，并且需要很少的调整。应用该方法，我们构造了一组适用于在LIGO-Virgo数据中搜索自旋对齐的双星中子星、中子星-黑洞和双星黑洞合并的模板库。
2019-07-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Matched-filtering and parameter estimation of ringdown waveforms
使用最近的结果，从数值相对论模拟的非自旋二进制黑洞合并，我们重新审视的问题，检测振铃波形和估计的源参数，考虑LISA和地球上的干涉仪。我们发现，先进的LIGO和EGO可以检测到中等质量的黑洞的质量高达约1000太阳质量的光度距离的几个Gpc。对于典型的多极能量分布，我们表明，目前使用的单模衰荡模板在LIGO数据流中的衰荡搜索可以产生显着的事件损失（> 10%的黑洞质量的大间隔的所有探测器）和非常大的参数估计误差的黑洞的质量和自旋。我们估计单阶段多模式搜索需要超过10^6个模板。因此，我们建议使用“两阶段”搜索来节省计算成本：单模式模板可用于检测，但一旦检测完成，应使用多模式模板或Prony方法来估计参数。我们更新的关键信噪比的估计需要测试的假设，两个或更多的模式存在于信号中，并解决他们的频率，显示第二代地球为基础的探测器和LISA有可能进行无头发测试。
2007-11-18 astro-ph gr-qc
Bounding the mass of the graviton with gravitational waves: Effect of higher harmonics in gravitational waveform templates
利用激光干涉仪探测器对来自螺旋压缩双星系统的引力波的观测，可以用来寻找波的传播速度对波长的依赖关系，从而确定一个假定引力子的质量或康普顿波长。我们研究的效果，包括高次谐波，以及他们的后牛顿振幅校正，在模板重力波形的参数估计过程中使用匹配滤波。我们认为，可以实现使用先进的LIGO，拟议的第三代仪器称为爱因斯坦望远镜，和拟议的空间干涉仪LISA的界限。我们发现，在所有的情况下，引力子康普顿波长的界限改善了几乎一个数量级的更高的质量时，包括振幅校正。
2009-07-09 gr-qc
Matching post-Newtonian and numerical relativity waveforms: systematic errors and a new phenomenological model for non-precessing black hole binaries
提出了一个新的非旋进自旋黑洞双星的旋进和并合唯象引力波形模型。我们的方法是基于后牛顿inspiral波形与基于数值相对论的二元黑洞合并波形的频域匹配。我们量化的各种可能的来源，出现在匹配后牛顿和数值相对论波形的系统误差，我们使用的匹配标准的基础上尽量减少这些错误，我们发现，主要的错误来源是那些在合并附近的后牛顿波形。给出了非进动黑洞双星引力辐射主模的解析公式，该公式描述了混合波形的现象。在当前的引力波搜索中实施它应该允许交叉检查其他吸气合并振铃波形族，并提高引力波搜索的范围。
2010-08-03 gr-qc
Synergy between ground and space based gravitational wave detectors for estimation of binary coalescence parameters
我们研究了未来地面和空间引力波探测器共存的优势，在估计参数的一个二进制合并。利用非自旋圆轨道中子星-黑洞对的后牛顿波形，研究了如何通过组合不同空间-地面探测器对的数据来改进啁啾质量、对称质量比、并合时间和相位的估计。由于双星并合产生的引力波也为我们研究强场引力提供了一个合适的研究领域，因此我们也使用参数化的后爱因斯坦框架研究了对广义相对论的偏离。作为一个例子，专注于爱因斯坦望远镜和DECIGO对，我们证明了存在一个甜蜜点范围内的灵敏度在前DECIGO阶段，由于协同效应，可以获得最佳的增强后牛顿波形参数的估计，以及修正参数广义相对论。
2015-04-16 gr-qc
Probing gravitational wave polarizations with signals from compact binary coalescences
在这份技术报告中，我们研究了使用地面探测器网络直接测量引力波偏振的可能性，这些信号来自紧凑的二元聚结。我们提出了一个简单的数据分析方法来部分实现这一点，假设存在一个强信号以及捕获的GR模板。
2017-10-10 gr-qc
Impact of Higher-order Modes on the Detection of Binary Black Hole Coalescences
黑洞双星系统的涡卷和合并是一种很有希望的引力波源。寻找具有很好理解的波形的信号（例如二进制黑洞信号）的最有效方法是针对模型波形库进行匹配滤波。电流模型波形仅由主导辐射模式（四极模式）组成，尽管已知在高阶模式中可能存在显著功率。数值相对论产生的二元黑洞波形在后期螺旋、合并和衰荡过程中是精确的，并且包括高阶模式。可用的数值相对论波形跨越了不等质量、自旋和进动的物理参数空间的越来越大的部分。在本文中，我们调查的程度，可以提高引力波搜索的模型波形中包含更高的模式，信号与各种初始质量比和通用自旋。我们的调查研究了四极子波形模型如何与信号匹配，作为源的倾斜度和方向的函数，以及对于一组固定的内部源参数，模式如何对高级LIGO宇宙的距离做出贡献。信号和四极子波形之间的失配可能很大，对于我们研究的非进动情况，高达65%的源天空下降到0.97以下，并且在一个进动情况下在更大的区域内。通过向搜索添加更高的模式，可以实现检测体积的相应增加30%;然而，这通过以下事实得到缓解：对于辐射最少能量的信号，失配最大，因此搜索对其最不敏感。同样地，失配在从辐射最少能量的源开始的方向上最大。
2012-10-05 gr-qc
An analytic family of post-merger template waveforms
基于Phys. Rev. D 90，024054（2014）中介绍的合并，非旋进，自旋（BBH）的合并后（振铃）波形的分析描述，我们提出了合并后发射的$\ell=m=2$引力辐射模式的解析，封闭形式，时域表示。这个表达式是作为两个吸气物体的分量质量和无量纲自旋$(m_{1,2},χ_{1,2})$以及残余黑洞的基本准正常模式的质量$M_{\rm BH}$和（复）频率$σ_{1}$的函数给出的。我们提出的模板是通过拟合合并后的波形部分的几个公开可用的数值相对论模拟的模拟极端时空（SXS）目录，然后适当地插值（对称）质量比和自旋。我们表明，这种分析表达式准确地再现（$\sim$ ~0.01 rad）的其他数据集的合并后的数据，在其建设中不使用的阶段。这尤其是自旋对齐运行SXS：BBH：0305的情况，其内在参数与Phys. Rev. Lett. 116（2016）24号，241102。使用SXS波形作为“实验”数据，我们进一步表明，我们的模板可以用于实际的GW 150914数据执行一个新的测量的基本准正常模式的复频率，以便利用完整的（高信噪比）合并后的波形。
2017-01-12 gr-qc
Approximate waveform templates for detection of extreme mass ratio inspirals with LISA
对于计划中的激光干涉仪空间天线（LISA）来说，紧凑物体进入大质量黑洞的吸气是最令人兴奋的引力波的潜在来源之一。对这种极端质量比螺旋（EMRI）的观测不仅将向我们揭示宇宙中黑洞的性质，而且将使我们能够验证大质量致密物体周围的时空结构与相对论的预测一致。通过匹配滤波和解释观测结果来检测EMRI信号将需要重力波形模型。极端的质量比允许精确的波形计算从黑洞微扰理论，但这是计算昂贵，尚未得到充分的发展。正在进行的研究范围LISA数据分析算法需要波形，可以快速生成大量。为了实现这一目的，已经开发了近似的“组装”EMRI波形的族，其捕获真实EMRI波形的主要特征，但是也可以以相对小的计算成本生成。在这篇论文中，我们简要介绍了一个这样的波形家族（“数字组装”），它的准确性和一些可能的方法，它可能会在未来得到改善。虽然准确的参数提取将需要使用微扰波形，这些近似波形是足够忠实的真实波形，他们可能能够发挥作用，在LISA数据中的EMRI检测。
2007-03-06 gr-qc
A Fourier Domain Waveform for Non-Spinning Binaries with Arbitrary Eccentricity
虽然先进的LIGO和Virgo观测到的引力波与紧密双星在合并之前处于准圆形螺旋中是一致的，但偏心螺旋也有望在自然界中发生。由于其复杂性，我们目前缺乏现成的，分析波形在傅立叶域有效的足够高的偏心率，这样的模型是至关重要的相干提取弱信号的噪声。我们在这里采取的第一步，推导和正确验证的分析波形模型在傅立叶域，是有效的任意轨道偏心率的吸气。作为一个概念证明，我们建立这个模型，以领先的后牛顿秩序相结合的固定相位近似，截断和谐波，和超几何函数的解析表示。通过与数值后牛顿波形的比较，我们确定了需要多少谐波的忠实（匹配99%以上）表示的信号轨道偏心率高达0.9。作为这种分析的第一个副产品，我们提出了一种新的技术，以最大限度地匹配偏心信号随着时间的合并和合并时的相位。作为第二个副产品，我们确定我们采用的不同近似中的哪一个导致匹配中的最大损失，由于我们的分析控制，这可以用于系统地改进模型。这个模型的未来扩展到更高的后牛顿秩序将允许一个准确和快速的现象学的混合，可以解释任意偏心inspirals和合并。
2018-07-18 gr-qc
