A faithful analytical effective one body waveform model for spin-aligned, moderately eccentric, coalescing black hole binaries
本文提出了一个新的偏心二元聚并的有效单体模型。该模型源于国家的最先进的模型TEOBResumS $\_$ SM的圆形聚结黑洞双星,这是修改明确纳入偏心率的影响,在辐射反应和波形。以Regge-Wheeler-Zerilli型引力波损失计算为基准,我们发现,通过对当前的、EOB坐标化的、圆化的角动量通量进行修饰,并在一般轨道上引入一个首阶(类牛顿)前因子,可以给出沿轻度偏心轨道($e \sim 0.3$)辐射反应的一个相当精确的($\sim 1\%$)表达式.一个类似的方法实现的波形多极。该模型完成了通常的合并振铃通知循环数值相对论(NR)模拟的一部分。该模型的验证对22个,公开可用的,NR模拟计算的模拟极限时空(SXS)的合作,与温和的偏心率,质量比在1和3之间,高达相当大的无量纲自旋值($\pm 0.7$)。用先进LIGO噪声计算的最大EOB/NR不忠实度最多为$3\%$阶。这里提出的分析框架应被视为一个有前途的起点,为开发高度忠实的波形模板驱动的偏心动力学,目前,并可能在未来,引力波探测器。
2020-10-28 gr-qc
Gravitational waves from coalescing compact binaries
这篇文章的目的是提供一个教学帐户有关的问题,并在最近的工作,引力波从合并紧凑的双星(组成的中子星和/或黑洞)。这些波是最有希望的尺寸更大的干涉探测器,如LIGO和VIRGO。讨论的主题包括:这些问题包括:干涉测量探测器及其噪声;合并致密双星及其引力波形;信号探测和测量的匹配滤波技术;后牛顿理论和黑洞微扰方法中的波形计算;以及后牛顿展开式的准确性。
1995-08-07 gr-qc
Energy flux and waveform of gravitational wave generated by coalescing slow-spinning binary system in effective one-body theory
本文将自洽有效单体理论从非自旋双黑洞扩展至慢自旋情形,基于旋转参数二阶近似分解并求解 Weyl 张量扰动方程,计算了两种偏振模式的能量通量、辐射反作用力与波形。
2024-05-26 gr-qc
Accurate Effective-One-Body waveforms of inspiralling and coalescing black-hole binaries
连续一体化(EOB)形式包含几个柔度参数,特别是$a_5$、$\vp$和$\a$。我们在这里展示了如何共同约束这些参数的值,同时最佳拟合的EOB波形的两个,独立的,数值相对论(NR)模拟的吸气和/或合并的二元黑洞系统:发表的加州理工学院-康奈尔大学{ \it inspiral}数据(考虑引力波频率$Mω\leq 0.1$)的一边,和新计算的{ \it合并}数据的另一边。所得的,近似唯一的,“最佳拟合”EOB波形,然后示出表现出良好的协议与NR聚结数据的几个质量比。发现在$\sim 2464M$到引力波频率$Mω= 0.1$的时间跨度内,这个最佳拟合EOB波形和已发表的加州理工学院-康奈尔大学螺旋数据之间的移相在-0.0014和+0.0008弧度之间变化,在$Mω=0.1$到$Mω=0.1565$的96 M的时间跨度内,在+0.0013和-0.0185弧度之间变化。发现EOB和新的合并数据之间的相位差小于:(i)在等质量情况下,直到合并的时间跨度为730 M(11个周期)的$\pm 0.025$弧度,以及(ii)在2:1质量比情况下,直到合并的时间跨度为约950 M(17个周期)的$\pm 0.05$弧度。这些新的结果证实了EOB形式主义的能力,以提供精确的表示广义相对论波形,这是目前运行的引力波探测器所需要的。
2008-08-29 gr-qc
LIGO-Virgo searches for gravitational waves from coalescing binaries: a status update
中子星或黑洞的合并致密双星被认为是地球上最有希望的引力波探测源之一。LIGO-Virgo联合合作的紧凑二元合并(CBC)小组正在通过对理论建模的模板波形进行匹配滤波来搜索这些天体物理系统发出的引力波。各种波形模板的家庭采用的质量范围探测的搜索和阶段的inspiral阶段的目标:限制后牛顿的系统具有总质量小于$35 \msun$,数值相对论启发完整的吸气合并振铃波形更大规模的系统高达$100\msun$和振铃模板建模扰动黑洞高达$500\msun$。我们给出了CBC小组在探测天体物理引力波特征方面的当前努力和即将到来的计划的最新状态。
2009-11-14 gr-qc
Energy flux and waveforms by coalescing spinless binary system in effective one-body theory
本研究在有效单体理论下,采用Sasaki等人的方法,推导了无自旋并合双星引力波的后闵可夫斯基三阶近似能流与波形,发现通用积分公式,得到含史瓦西解及有效度规参数修正的结果。
2024-05-10 gr-qc hep-th
A new effective-one-body description of coalescing nonprecessing spinning black-hole binaries
提出了一个新的、可调的有效单体(EOB)模型,研究了具有任意质量比和自旋排列的并合黑洞双星的运动和辐射。我们的形式主义最新颖的特点是引进,并系统地使用,(规范不变)的概念{ \it离心半径} $r_{c}$。在自旋的小质量比极限下,用$r_{c}$表示的主径向势与通常的史瓦西势$1-2M/r_{c}$差别很小(而且只是相乘)。这激发了一种新的,乘法的方式混合有限质量比变形与自旋变形。在目前的探索性工作中,我们考虑了我们的自旋EOB模型的最小版本(基本上只包含两个可调参数:一个在哈密顿量和一个在波形)和校准其(主导模式)波形对样本的15个等质量,等自旋波形由SXS合作,并覆盖无量纲自旋范围$-0.95\leq χ\leq +0.98$。数值相对论/ EOB定相不一致在整个自旋范围内保持非常小($\lesssim \pm 0.15$ rad)。
2014-06-26 gr-qc
Faithful effective-one-body waveform of small-mass-ratio coalescing black hole binaries: the eccentric, nonspinning, case
提出一种适用于极端质量比、偏心无自旋双星的EOB波形,结合RWZ铃宕模型与NQC修正,使并合与铃宕阶段四极相位差≤0.05 rad,并建模至ℓ=m=5高阶模式。
2023-10-23 gr-qc
A data-analysis driven comparison of analytic and numerical coalescing binary waveforms: nonspinning case
我们比较了通过数值演化非旋转二元黑洞获得的波形,以目前用于地面探测器搜索引力波的后牛顿(PN)模板族。我们发现,对于总质量M = 10 ~ 20 Msun的二元体系,包含螺旋相的时域3.5PN模板族的拟合因子(FFs)>= 0.96。时域3.5PN有效单体模板族包括螺旋相、合并相和衰荡相,对总质量M = 10 ~ 120 Msun的二元体系,具有良好的信号匹配性能,其Ffs >= 0.96。如果我们引入一个适当调整到黑洞最终衰荡频率的截止频率,我们发现,对于总质量M = 10 ~ 20 Msun的双星系统,3.5PN阶频域稳态相位近似模板族的FFs >= 0.96。然而,为了获得更大的二进制质量的高匹配性能,我们需要将这个家族扩展到参数空间的非物理区域,或者在频域GW相位中引入4PN阶系数。最后,我们发现唯象的Buonanno-Chen-Vallisneri族的总质量M=10 ~ 120 Msun时,Ffs >= 0.97.主要的分析使用LIGO的噪声谱密度,但一些测试扩展到VIRGO和先进的LIGO噪声谱密度。
2007-08-25 gr-qc
Effective-one-body waveforms for precessing coalescing compact binaries with post-newtonian Twist
自旋进动是致密双星合并的一个普遍特征,它在引力波形中留下了清晰的印记。在前人工作的基础上,我们提出了一个有效的时间域inspiral合并衰荡有效单体模型(EOB)的进动二元黑洞,它包括次主导模式超越$\ell=2$,和第一EOB频域近似进动二元中子星。我们验证了我们的模型对99“短”的数值相对论处理波形,我们发现$5\times 10^{-3}$,$7 \times 10^{-3}$的中位数不匹配的$0$,$π/3$的倾角,和21“长”的波形与中位数不匹配的$4 \times 10^{-3}$和$5 \times 10^{-3}$在相同的倾角。进一步与现有技术的$\texttt{NRSur7dq4}$波形模型进行比较,得到了5000个旋进配置在$0, π/3$倾角处的$4\times 10^{-3}, 1.8 \times 10^{-2}$的中值失配,其中旋进参数$χ_p$高达0.8,质量比高达4。为了证明我们的模型的计算效率,我们将其应用于参数估计和重新分析引力波事件GW150914,GW190412和GW170817。
2022-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Comparing Effective One Body Hamiltonians for spin-aligned coalescing binaries
TEOBResumS和SEOBNRv4是两个基于有效单体方法的自旋对齐并合黑洞双星的半解析引力波形模型,它们基于数值相对论模拟,提供了从早期螺旋到坍缩的相对动力学和波形,每个模型的中心构建块是EOB图化的哈密顿量。两个模型实现了不同的哈密顿量,本文讨论了一个测试自旋黑洞围绕Kerr黑洞运动的哈密顿量的变形。在这里,我们分析地比较了这两种哈密顿量,一个元素一个元素地。特别是:我们举例说明,可以引入离心半径SEOBNRv4,从而以类似于TEOBResumS的更紧凑的形式重写哈密顿量。然而,后一离心半径不能与TEOBResumS中使用的离心半径相同,因为这两个模型在将自旋效应并入背景Kerr哈密顿量的各自变形中的方式上不同。我们进行了广泛的能量之间的比较对应的两个哈密顿规范不变量。最后,作为一个探索性的研究,我们应用后绝热近似的新重写的SEOBNRv4哈密顿量,说明它是可能的,以可忽略不计的计算成本产生长螺旋波形。
2019-11-27 gr-qc
Measurability of the tidal deformability by gravitational waves from coalescing binary neutron stars
结合新的引力波形的长期(14- 16轨道)的数值相对论模拟与波形的有效一体(EOB)的形式主义合并的双中子星,我们构建混合波形和估计的无量纲潮汐形变的中子星,$Λ$,先进的引力波探测器的可测量性。我们集中在总质量为$2.7M_\odot$的等质量病例。我们发现,在假设的有效距离为$D_{\rm eff}=200$ Mpc的事件,在1- $σ$,2- $σ$和3- $σ$水平,先进的LIGO的无量纲潮汐变形性的可区分的差异将分别为$\approx 100$,400和800。如果真实的状态方程是刚性的,典型的中子星半径是$R \gtrsim 13 $ km,我们的分析表明,对于$D_{\rm eff}=200$ Mpc的事件,在2- $σ$水平上,半径将被限制在$\approx 1$ km之内.另一方面,如果真实的状态方程是软的,并且典型的中子星半径是$R\lesssim 12$ km,则很难从许多软的状态方程中缩小状态方程,尽管仍然可以将真实的状态方程与具有$R\gtrsim 13$ km的刚性状态方程区分开来。我们还发现,对于$D_{\rm eff}=200$ Mpc的事件,来自双中子星的引力波与来自无自旋双黑洞的引力波在2- $σ$以上的水平上是可以区分的. EOB形式主义,泰勒-T4,泰勒-F2近似作为inspiral波形模型的有效性也进行了检查。
2016-03-03 gr-qc
Exploring tidal effects of coalescing binary neutron stars in numerical relativity II: Longterm simulations
我们进行新的长期(15-16个轨道)的数值相对论的合并的二元中子星的模拟使用更新的爱因斯坦方程求解器,采用低偏心率的初始数据,和建模的中子星的分段多方状态方程。收敛性研究表明,我们的新结果收敛速度比三阶和使用确定的收敛阶,我们构建了一个外推的波形,估计的总相位误差应小于1弧度。然后,我们将外推的波形与最新的有效单体(EOB)形式主义计算的波形进行比较,其中考虑了所谓的潮汐变形性,更高的后牛顿修正和引力自作用力效应。我们发现,对于一个紧凑的中子星,其半径为11.1公里的二进制,由EOB形式主义的波形符合相当好的数值波形,使总相位误差小于1弧度的总相位的$\sim 200$弧度合并。相比之下,对于半径为13.6 km的较不致密的中子星双星,在最后几个波周期中,EOB和数值波形彼此不一致,导致总相位误差为$\sim 3$弧度。
2015-02-11 astro-ph.HE gr-qc
Coalescing Binary Neutron Stars
与中子星或黑洞成分合并的致密双星提供了最有希望的引力辐射源,可供正在建设中的LIGO/VIRGO/GEO/TAMA激光干涉仪探测。这一事实激发了几个不同的理论研究的inspiral和流体动力学合并的致密双星。在后牛顿近似下对螺旋波形进行了解析分析。利用牛顿流体力学和四极辐射近似对双中子星的合并波形进行了解析和数值处理。在完全广义相对论中,黑洞和中子星双星合并的数值模拟也在进行中。这些方法的每一个最近的结果将被描述和总结他们的优点和局限性。
1999-02-05 astro-ph gr-qc
Interpreting the results of searches for gravitational waves from coalescing binaries
我们介绍了一种方法的基础上最响亮的事件统计来计算的上限或间隔的天体物理率的二进制合并。计算取决于探测器的灵敏度和噪声背景,以及合并双星的天体物理分布模型。由于天体物理和仪器的不确定性以及使用后牛顿波形近似全信号所引入的误差,在速率的计算中存在显著的不确定性。我们对这些不确定性进行了详细的分类,并描述了一种边缘化方法。在整个过程中,我们提供了一个基于初始LIGO探测器的例子。
2007-07-16 gr-qc
Time-domain effective-one-body gravitational waveforms for coalescing compact binaries with nonprecessing spins, tides and self-spin effects
本文提出了一种新的适用于非旋进(自旋对准)和潮汐相互作用的致密双星的有效单体(EOB)波形模型TEOBResumS,它利用离心EOB半径的概念将自旋-轨道效应和自旋-自旋效应融合在一起。通过合并和衰荡的点质量部门的通知与SpEC和BAM代码计算的二进制黑洞(BBH)的数值相对论(NR)模拟。TEOBResumS的潮汐部分描述了中子星双星到合并的动力学过程,并结合了一个基于相对论性潮汐相互作用的后牛顿和引力自作用力描述的最新进展的吸引势。状态方程依赖的自旋相互作用(四极效应)被纳入模型中使用领先的顺序后牛顿的结果在一个新的表达式的离心半径。将TEOBResumS与135个SpEC和19个BAM BBH波形进行比较。对SpEC数据$\bar{F}$的最大不忠实性--在设计Advanced-LIGO灵敏度时,并在总质量$M$在$10M_\odot \leq M \leq 200 M_\odot$之间变化的情况下进行评估--始终低于$2.5 \times 10^{-3}$,除了一个超出$7.1 \times 10^{-3}$水平的离群值。当与BAM数据相比时,除了在NR覆盖的参数空间的一个角中的单个异常值之外,$\bar{F}$小于$0.01$,该单个异常值达到$0.052$水平。TEOBResumS还兼容于来自具有自旋效应和用BAM和THC代码计算的减小的初始偏心率的二元中子星的高端NR…
2018-10-28 gr-qc
Inferring eccentricity evolution from observations of coalescing binary black holes
恒星质量的双星黑洞的起源和形成仍然是一个悬而未决的问题,可以通过从它们的引力波信号中精确测量双星和轨道参数来解决。这样的双星在接近合并时,由于引力波的发射,预计会变成圆形。然而,根据它们的形成通道,一些双星在进入当前引力波探测器的频带时可能具有不可忽略的偏心率。为了测量观测到的引力波信号的偏心率,描述偏心轨道上双星的精确波形模型是必要的。在这项工作中,我们证明了改进的TEOBResumS波形模型偏心聚结二进制对齐自旋的功效。我们首先验证模型对对准自旋二进制黑洞合并的模拟信号和量化的偏心率的影响估计的其他内在的二进制参数。然后,我们进行了一个完全贝叶斯再分析的GW150914偏心波形模型。我们发现:(i)该模型是可靠的对齐自旋的双黑洞和(ii),GW 150914是一致的非偏心合并,虽然我们不能排除在参考频率为$20$ Hz的初始偏心率的小值。最后,我们提出了一个系统的方法来测量偏心率和它的演变直接从引力波后验样本。当比较来自不同分析的结果时,这种估计量是有用的,因为偏心率的定义在模型之间可能不同。我们的方案甚至可以应用在小偏心率的情况下,并且可以在后处理中直接采用,以允许模型之间的直接比较。
2023-01-30 gr-qc
Bayesian Bounds on Parameter Estimation Accuracy for Compact Coalescing Binary Gravitational Wave Signals
激光干涉引力波探测器全球网络预计将在本世纪初投入运行。在这里,一个单一的仪器的噪声输出进行检查。一个引力波被假定为已被检测到的数据,我们处理的参数估计的后续问题。具体来说,我们调查的最小均方误差的理论下限与测量参数的inspiral波形产生的轨道系统的中子星/黑洞。三个理论下界参数估计精度被认为是:Cramer-Rao界(CRB); Weiss-Weinstein界(WWB);和Ziv-Zakai界(ZZB)。我们得到的WWB和ZZB的牛顿形式的合并二进制波形,并将它们与公布的CRB和数值蒙特卡罗结果进行比较。在大信噪比下,我们发现理论上的界是一致的,并通过Monte-Carlo结果得到。随着SNR逐渐下降到10以下,发现WWB和ZZB都比CRB提供越来越紧的下限。然而,在这些水平的中等信噪比,有一个显着的偏离之间的所有界限和数值蒙特卡罗结果。
1997-05-23 gr-qc
Sub-radian-accuracy gravitational waveforms of coalescing binary neutron stars in numerical relativity
扩展我们以前的研究,我们进行高分辨率的数值相对论的螺旋双中子星的模拟。在中子星半径为10.9- 13.7公里的情况下,采用最小网格间距为$\approx 63$ -86米的计算资源,对中子星的收敛性进行了深入的研究.在最后的$\sim 15$-16个螺旋轨道中,对$\gtrsim 210$,rad的引力波相位估计的总误差为0.1~rad。然后,我们比较的波形(无分辨率外推)与最新的有效单体形式主义(潮汐SEOBv 2模型称为TEOB模型)计算的。我们发现,对于我们的任何一个双中子星的模型,由TEOB形式主义计算的波形符合数值相对论波形达到$\approx 3$ \,ms之前的引力波振幅的峰值达到:对于这个后期的螺旋阶段,总的相位误差是$\lesssim 0.1$ \,rad。虽然重力波形在最后一个$\sim 3$ \,ms有一个inspiral型的特征,但这个阶段不能很好地用目前的TEOB形式再现,特别是对于具有大潮汐变形能力的中子星(即,较大半径)。其原因是描述。
2017-08-29 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A tapering window for time-domain templates and simulated signals in the detection of gravitational waves from coalescing compact binaries
来自双黑洞的螺旋信号,特别是那些质量在$10M_\odot \lsim M \lsim 1000 M_\odot,$范围内的黑洞,可能只会在探测器最敏感的频带内持续几个周期。方窗时域信号的频谱可能包含不需要的功率,这可能在引力波数据分析中引起问题,特别是当波形持续时间较短时。可能会有功率泄漏到预期没有这种功率的频率仓中,从而导致过量的假警报。我们提出了一种方法,锥形的时域波形,显着减少不必要的泄漏功率,导致频谱,同意非常好的一个长时间的信号。我们的锥形窗口还减少了由具有杂散信号功率的模板拾取的仪器和环境瞬变引起的假警报。背景抑制是噪声主导搜索中的重要目标,并且可以导致搜索算法的检测效率的提高。
2010-03-15 gr-qc
Estimation of parameters of gravitational waves from coalescing binaries
本文讨论了由合并双星信号发射的引力波信号的参数测量。我们提出的蒙特卡罗模拟的结果进行的情况下,最初的LIGO,将第一后牛顿修正到波形。使用这样确定的参数,我们估计到源的方向。我们强调使用的时间的合并,而不是时间的信号的到达来确定源的方向。我们表明,这可以大大减少在确定的源的方向的错误。
1995-08-09 gr-qc
Effective-one-body model for coalescing binary neutron stars: Incorporating tidal spin and enhanced radiation from dynamical tides
本文提出纳入潮汐自旋及其轨道反作用和有限频率辐射修正的有效单体波形模型,揭示忽略潮汐自旋会导致0.3-4弧度相位误差,并扩展了高背景自旋区域的动力学描述。
2025-03-07 gr-qc
Accuracy requirements for the calculation of gravitational waveforms from coalescing compact binaries in numerical relativity
本文讨论了现代干涉型引力波探测器中,作为匹配滤波信号提取和物理参数估计模板的引力波波形对螺旋形致密天体双星数值相对论计算的精度要求。利用后牛顿点粒子模型对双星内旋合并前阶段进行数值模拟,计算了双星内旋数值模拟中质量、相对速度和位置的最大允许误差。这些最大允许的误差进行比较的国家的最先进的数值模拟的多轨道双星中子星计算在充分的广义相对论的错误,并被发现要小几个数量级。这些数值模拟的误差的后牛顿模型表明,自适应网格细化与二阶精度有限差分代码耦合将{ \it not}能够鲁棒地获得可靠的引力波提取的TB级计算机上所需的精度。我的结论是,高阶方法(高阶有限差分法和/或谱方法)结合自适应网格细化和/或多面体技术将需要强大的精确引力波提取从数值相对论计算的二进制合并的情况。
2005-04-11 astro-ph gr-qc
Spin effects in the inspiral of coalescing compact binaries
我们导出了自旋轨道耦合和自旋自旋耦合对自旋致密天体并合双星系统引力辐射的贡献。我们计算自旋效应的对称,无痕迹的辐射多极子,确定引力波形,和能量损失率。假设辐射能量和轨道能量损失之间的平衡,我们确定的自旋效应的轨道频率和轨道半径的演变。假设一个激光干涉引力观测站可以跟踪引力波频率(轨道频率的两倍),因为它扫过它的敏感带宽之间的约10赫兹和1千赫,我们估计的精度,可以确定的组成机构的自旋从引力波信号。
1992-11-19 gr-qc
First higher-multipole model of gravitational waves from spinning and coalescing black-hole binaries
引力波观测的双黑洞目前依赖于理论模型,预测的主导多极(l,m)的辐射在螺旋,合并和ringdown。我们介绍了一种简单的方法,包括次主导多极的二元黑洞引力波形,给出了一个频域模型的主导多极。原始模型的振幅和相位使用后牛顿结果(对于螺旋),微扰理论(对于衰荡)以及两者之间的平滑过渡进行了适当的拉伸和重新缩放。不需要对数值相对论模拟进行额外的调优。我们将这种方法的一个变体应用于非旋进PhenomD模型。结果PhenomHM构成了自旋黑洞双星的第一个更高多极模型,目前包括(l,m)=(2,2),(3,3),(4,4),(2,1),(3,2),(4,3)辐射矩。与数值相关性波形的比较表明,PhenomHM是更准确的比占主导地位的多极模型,只有所有的二进制配置,通常提高了测量的二进制属性。
2018-01-18 gr-qc
Improving the sensitivity of a search for coalescing binary black holes with non-precessing spins in gravitational wave data
我们演示了一个敏感的搜索管道的实施引力波从合并的二元黑洞的组件有自旋与轨道角动量对齐。我们研究了加有实际探测器噪声的自对准自旋双星黑洞的模拟引力波信号的流水线恢复,比较了自对准自旋滤波器模板和非自旋滤波器模板的流水线性能。我们的研究结果利用了一个三参数的唯象波形族,该波形族模拟了完整的吸气合并衰荡合并,并利用单个有效自旋参数χ处理了对齐自旋的影响。我们构造这些波形的随机放置方法的模板银行,并使用这些银行作为过滤器在最近开发的gstlal搜索管道。我们测量了总质量为[15,25]太阳质量,χ为[0,0.85]的二元黑洞信号的分析管道的可观测体积。我们发现,对于0.2 <= χ<= 0.85的系统,可观察体积增加高达45%,而对0 <= χ<= 0.2的信号的灵敏度几乎没有损失。我们在LIGO第五次观测运行中从Hanford和Livingston探测器获得的25.9天的数据上证明了这一分析。
2013-10-21 gr-qc
Filtering post-Newtonian gravitational waves from coalescing binaries
来自吸入双星的引力波预计将使用称为{ \it匹配滤波}的数据分析技术来检测。只要信号的形式是准确已知的,这种技术就适用。虽然我们精确地知道信号的形式,但我们将不知道{ \it先验}其参数。因此,必须通过一系列搜索模板过滤原始输出,每个模板对应于不同的参数值。检测由三个独立参数表征的牛顿波形所需的搜索模板的数量本身是数千个。由于包含后牛顿修正,螺旋波形将有四个独立的参数,人们认为这将导致滤波器数量增加几个数量级-这是一个不利的特征,因为它将大大减慢数据分析。在本文中,我表明,通过明智地选择信号参数,我们可以工作,即使当第一后牛顿修正包括在内,与许多参数在牛顿的情况下。换句话说,我证明了信号参数空间的有效维数不改变时,第一次后牛顿修正考虑。
1994-11-15 gr-qc
A template bank for gravitational waveforms from coalescing binary black holes: non-spinning binaries
利用广义相对论中的近似/微扰技术,可以精确地模拟出双星黑洞并合过程中的内旋和衰荡阶段的引力波形。数值相对论的最新进展使我们能够模拟二元黑洞合并问题的非微扰合并阶段。这使我们能够\emph{coherently}搜索的所有三个阶段的非旋转的双黑洞合并使用一个单一的模板银行。以我们的动机,从这些结果,我们提出了一个家庭的模板波形,可以模拟的inspiral,合并,和环下阶段的非自旋二进制黑洞,遵循准圆形inspiral的合并。这个二维模板家庭明确参数化的二进制的物理参数。我们证明了该模板族不仅是探测黑洞并合信号的\emph{effectual},而且是估计双星参数的\emph{faithful}。我们比较的灵敏度搜索(在不同的地面干涉仪的背景下)使用所有三个阶段的黑洞合并与其他基于模板的搜索,分别寻找个别阶段。我们发现,所提出的搜索是显着更敏感的比其他基于模板的搜索大量的质量范围内,潜在地带来显着的改善事件率的地面干涉仪。作为这项工作的一部分,我们还规定了一个一般的程序来构建内插模板银行使用非旋转的黑洞波形产生的数值相对论。
2009-05-11 astro-ph gr-qc
Parameter estimation for coalescing massive binary black holes with LISA using the full 2-post-Newtonian gravitational waveform and spin-orbit precession
除了一个例外,以前对质量相当的双星系统的引力波实验测量精度的分析忽略了自旋进动效应或次谐波和振幅调制。在这里,我们给出了如何结合这些影响,以改善参数估计的第一个明确的描述。我们认为超大质量黑洞双星预计将与计划中的天基干涉仪LISA观测,并研究测量精度的几个天体物理学有趣的参数,考虑到完整的2 PN波形旋转机构,以及自旋进动的影响。我们发现,对于红移为1、总质量在10^5 M_Sun < M < 10^7 M_Sun范围内的双星,一般可以获得约1.5倍的精度,但在确定等质量系统中的单个质量时,可以获得约5倍的精度。我们还发现,正如预期的那样,使用完整的波形有助于提高检测的质量上限,在红移为1时,可以高达M = 10^8 M_Sun,以及可以从系统中提取一些信息的红移极限,对于M < 10^7 M_Sun,大约为z = 10,比限制波形高1.5-5倍。我们计算出,完整的波形允许使用超大质量黑洞二进制作为标准塞壬的红移z = 1.6,约0.4大于以前的研究允许。我们发现,对于较低的不等质量的二元系统,测量精度并没有像其他系统那样大幅提高。这表明,对于这些系统,可以实现增加参数,如偏心率或替代重力参数,而不会损失太多的精度。
2009-09-18 astro-ph.CO gr-qc
Rush the inspiral: efficient Effective One Body time-domain gravitational waveforms
计算效率高的波形是至关重要的引力波数据分析的吸入和合并的紧凑双星。我们表明,后绝热(PA)近似的有效单体(EOB)描述的二元动力学,当推到高阶,允许一个准确和有效地计算波形的合并二元中子星(BNS)或黑洞(BBHs)合并前的几个轨道。这是完成绕过通常需要数值求解一组常微分方程(ODE)描述的相对EOB动态。在辐射反应小的假设下,对于给定的相对间距值,可以用{ \it解析法}求解动量的Hamilton方程。时间和轨道相位,然后恢复简单的数值求积。对于最小绝热的BBH情况,等质量,准极值自旋与轨道角动量反对齐,6PA/8 PA订单能够产生的波形,积累小于$10^{-3}$ rad的相位差相对于完整的EOB的$\sim 3$轨道合并前。类似的结果也适用于BNS。PA波形生成非常高效:对于10 Hz的标准BNS系统,PA近似中TEOBResumS EOB模型的非优化Matlab实现比基于标准ODE求解器的相应$C^{++}$代码快100倍以上($\sim 0.09$秒)。一旦进一步优化,我们的方法将允许:(i)避免使用快速,但往往不准确,后牛顿inspiral波形,大大减少系统的影响,由于inspiral波形建模;(ii)减轻需要构建EOB波形替代参数估计代码中使用。
2019-11-25 gr-qc
Effective-one-body waveform model for non-circularized, planar, coalescing black hole binaries: the importance of radiation reaction
本文更新了非圆形轨道自旋对齐双黑洞的TEOBResumS-Dali EOB波形模型,发现利用数值相对论调校辐射反作用可降低EOB/NR不忠实度,并指出改进自旋相关通量解析描述是未来突破$10^{-4}$精度的关键。
2024-10-17 gr-qc
$f$-mode Imprints in Gravitational Waves from Coalescing Binaries involving Aligned Spinning Neutron Stars
在合并双星的中子星成员中,$f$模的激发加速了合并过程,从而在引力波形中引入了相移。强调潮汐相移对齐,旋转的恒星,我们提供了一个准确的,但经济的,方法来产生$f$模式参与,合并前波形使用现实的自旋调制$f$模式频率的一些可行的状态方程。我们发现,对于慢旋转的恒星,动力学潮汐的退相效应可以是唯一的,独立于地球观测系统的直接观测值(啁啾质量${\cal M}$,对称比$η$和相互潮汐变形${\tilde Λ}$),而这种普遍性逐渐失去增加自旋。对于具有快速旋转成员($\gtrsim800\text{ Hz}$)的双星,由于$f$模式引起的相移将超过合理信噪比($ρ=25$)和$\gtrsim400\text{ Hz}$截止频率下波形相位的不确定性。假设$10^3\text{ Hz}$和快($\gtrsim800\text{ Hz}$)成员的截止频率很高,已经发现了$\gtrsim100$ rads的显著相移。对于涉及快速旋转恒星(可能是GW 190814的次级)的系统,忽略波形模板中的$f$模效应会导致相关分析中相当大的系统误差。特别是,由于$f$ -模式的失相大于由$\sim5$,这可能会导致一个相当高估的潮汐变形,如果动力潮汐的贡献不占平衡潮汐所造成的。本文还讨论了$f$模激发引起伴随前兆耀斑的可能性.
2022-09-07 astro-ph.HE gr-qc
Analytical meets numerical relativity - status of complete gravitational waveform models for binary black holes
合并黑洞双星的引力波形模型在探测和解释大尺度干涉仪数据中这些双星的特征方面发挥着至关重要的作用。在这里,我们总结了最近的模型,结合分析近似和数值相对论的信息。我们简要地布局和比较的策略,建立这样的完整的模型,我们概括的错误与建模过程的各个方面。
2012-02-24 gr-qc
Impact of the tidal p-g instability on the gravitational wave signal from coalescing binary neutron stars
最近的研究表明,合并的中子星是受流体不稳定性,涉及的潮汐的非线性耦合到$p$ -模式和$g$ -模式。然而,它对螺旋动力学的影响以及对引力波信号的影响是不确定的,因为我们不知道不稳定性是如何饱和的。在这里,我们构建了一个简单的,物理动机的饱和模型,使我们能够探索不稳定的影响作为模型参数的函数。我们发现,对于合理的假设饱和,目前的引力波探测器可能会错过$> 70\%$的事件,如果只使用点粒子波形。参数,如啁啾质量,组件质量,和光度距离也可能显着偏差。另一方面,我们发现,相对简单的修改点粒子波形可以减轻这些问题,并提高科学出现的检测二元中子星。
2016-12-02 astro-ph.HE gr-qc
Enriching the Symphony of Gravitational Waves from Binary Black Holes by Tuning Higher Harmonics
对于第一次,我们构建了一个有效的单体形式主义的自旋,nonprecessing二进制黑洞,其中包括超过占主导地位的$(\ell,|m|) = (2,2)$模式,特别是$(\ell,|m|)=(2,1),(3,3),(4,4),(5,5)$的引力模式内的吸气合并振铃波形模型。我们的多极波形模型采用了最近(mounted)后牛顿的结果,从157数值相对论模拟的inspiral和信息,和13个波形的黑洞微扰理论的(暴跌)合并和ringdown。我们通过针对用于构建模型的数值相关性波形计算波形模型的忠实度来量化包括高阶模式在内的改进准确度。我们定义的忠实性匹配最大化的时间,到达相位,引力波偏振和天空位置的波形模型,并平均超过二进制方向,引力波偏振和天空位置的数值相对论波形。当波形模型只包含$(2,2)$模式时,我们发现,对于总质量为$20-200 M_\odot$(使用高级LIGO的设计噪声曲线)的双星,包含$\ell \leq$ 5的所有模式的数值相对论波形的平均忠实度范围从$90\%$到$99.9\%$。相比之下,当$(2,1),(3,3),(4,4),(5,5)$模式也包括在模型中时,除了数值相对性目录中的四种配置之外,所有配置的忠实度都提高到$99\%$,这四种配置的忠实度大于$98.5\%$。使用我们的研究结果,我们还开发了一个(独立的)合并振铃信号的波形模型,校准到数值相关性波…
2022-07-21 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
Exploring tidal effects of coalescing binary neutron stars in numerical relativity
通过对数值相对论模拟得到的引力波波形的分析,研究了双中子星在螺旋上升阶段晚期发射的引力波。为了从数值结果中得到物理引力波形,分辨率外推对我们的模拟起着至关重要的作用。外推的引力波相位进行了比较,在后牛顿(PN)和有效的一体(EOB)形式主义,包括潮汐效应的校正计算。我们发现,外推的重力波的相位在数值相对论同意与PN和EOB计算的大部分的inspiral阶段,除了潮汐为主,最后inspiral阶段,其中PN和EOB结果低估了潮汐效应。然而,在过去的15个周期中,我们的外推结果和PN/EOB计算结果之间的累积相位差至多为1- 3弧度。
2013-03-07 astro-ph.HE gr-qc
Effective-one-body waveform model for noncircularized, planar, coalescing black hole binaries II:high accuracy by improving logarithmic terms in resummations
该论文提出一种改进的EOB波形模型,通过系统性地改进所有EOB函数重求和中的对数项处理,显著降低了与数值相对论模拟的不忠实度,中位值从1.06×10^-3降至3.09×10^-4,适用于非圆化并合黑洞双星。
2025-01-22 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from quasi-spherical black holes
拟球近似计划,旨在适用于合并黑洞,允许的引力辐射的波形计算积分常微分方程。
2000-01-21 gr-qc
Consistency of post-Newtonian waveforms with numerical relativity
广义相对论预言了合并的双黑洞的引力波特征。这种系统的明确的波形预测,所需的观测数据的最佳分析,到目前为止已经实现了使用后牛顿(PN)近似。然而,对于重要的后螺旋部分,这种治疗的质量尚不清楚。我们通过一种互补的方法,直接数值模拟爱因斯坦方程,推导出晚螺旋波形。我们比较波形相位模拟的最后$\sim 14$周期的引力辐射等质量,非自旋黑洞与相应的2.5 PN,3 PN和3.5 PN轨道相位。我们发现定相协议一致的内部误差估计的基础上,任何一种方法,这表明PN波形,这个系统是有效的,直到最后一个轨道之前,最终合并。
2007-10-29 gr-qc
Constraining Horndeski theory with gravitational waves from coalescing binaries
本文在光速引力波的 Horndeski 理论中推导含标量荷中子星双星的张量波形,并预测 Advanced LIGO 与 Einstein Telescope 可精确约束标量荷差异、排除部分标量化中子星解。
2023-08-18 astro-ph.CO gr-qc
Waveform systematics in gravitational-wave inference of signals from binary neutron star merger models incorporating higher order modes information
本研究通过注入实验分析了双中子星合并参数估计中两个最佳波形模型NRHybSur3dq8Tidal和TEOBResumS的系统性差异,发现对第二代探测器可观测的低振幅信号,模型差异在部分源中显著。
2024-04-25 gr-qc
Testing general relativity with compact coalescing binaries: comparing exact and predictive methods to compute the Bayes factor
第二代引力波探测器计划于2015年开始运行。致密双星聚并的引力波特征可以用来精确检验广义相对论的强场动力学预言。已经开发了计算上昂贵的数据分析管道,包括TIGER,以执行这样的测试。作为一种廉价评估是否可以检测到与广义相对论的特定偏差的方法,Cornish等人和Vallisneri最近提出了一种近似方案,用于计算广义相对论引力波模型与代表一类由一个附加参数参数化的引力理论的模型之间的贝叶斯因子。这种近似方案仅基于两个易于计算的量:信号的信噪比和信号与广义相对论中可能波形的流形之间的拟合因子。在这项工作中,我们比较预测的近似公式对精确的数值计算的贝叶斯因子使用lalinference库。我们发现,使用频域波形,近似方案预测准确的结果具有良好的精度,提供正确的缩放与信噪比在拟合因子值为0.992和正确的缩放与拟合因子在信噪比为20,下降到拟合因子$\sim$ 0.9。我们扩展了框架的近似计算的贝叶斯因子显着增加其有效性的范围,至少拟合因子$\sim$ 0.7或更高。
2014-08-11 gr-qc
TEOBResumS: assessment of consistent next-to-quasicircular corrections and post-adiabatic approximation in multipolar binary black holes waveforms
在引力波天文学中,使用有效单体(EOB)波形分析黑洞双星需要可靠的模型和快速的产生时间。实现忠实性的一个关键方面是包括数值相对论(NR)通知下准圆修正(NQC),依赖于径向动量,波形和辐射反应。加速波形生成的鲁棒方法是后绝热迭代以近似EOB哈密顿方程的解。在这项工作中,我们评估的性能相结合的后绝热方法产生多极引力波的快速NQC处方。所概述的方法允许在波形和辐射反应中对NQC进行一致的处理,不需要迭代程序来实现高忠实性,并且可以有效地用于参数估计。与611 NR模拟相比,对于总质量$10M_\odot\leq M \leq 200M_\odot$并使用Advanded LIGO噪声,该模型具有远低于$0.01$的EOB/NR不忠实性,其中78.5%的情况低于$0.001$。我们将该模型应用于GW 150914的参数估计,探索新的NQC和更高模式的影响,直到$\ell=m=8$。
2021-04-17 gr-qc
Energetics and phasing of nonprecessing spinning coalescing black hole binaries
我们提出了一种改进的数值相对论(NR)校准的新的有效单体(EOB)模型的合并非旋进旋转黑洞二进制最近介绍的Damour和Nagar [物理评论D 90,044018(2014)]。我们这样做,通过比较EOB预测的相位和能量提供的两个独立的NR数据集,涵盖质量比$1\leq q \leq 9.989$和无量纲自旋范围$-0.95\leq χ\leq +0.994$。一组数据是模拟极端时空(SXS)公共波形目录的子集;另一组由使用Llama代码和Cauchy Characteristic Evolution获得的新模拟组成。我们提出了第一个系统的计算规范不变的结合能和总角动量之间的关系,$E_{b}(j)$,为一个大样本,自旋对齐,SXS和Llama数据。EOB模型的动力学只涉及两个自由函数参数,一个($a_6^c(ν)$)进入非自旋扇区,作为对相互作用势的5 PN有效修正,另一个($c_3(\tilde{a}_1,\tilde{a}_2,ν))$进入自旋扇区,作为对自旋轨道耦合的次-领先阶有效修正.通过比较EOB定相与SXS定相来确定这些参数(与进入波形的第三功能参数$Δt_{\rm NQC}(χ)$一起),随后检查能量的一致性。质量的分析模型的引力波数据分析的目的是通过计算EOB/NR的忠实性进行评估。在NR数据样本上,当总质量在20和200之间变化时,发现EOB/NR不忠实性(在…
2015-11-27 gr-qc
Towards establishing the presence or absence of horizons in coalescing binaries of compact objects by using their gravitational wave signals
利用来自合并致密双星的引力波(GW)信号来区分黑洞(BH)和无水平致密天体的探索可以通过利用潮汐加热(TH)现象来帮助,潮汐加热通过视界参数在双星波形上留下印记。我们研究了TH对GWs的影响,以探讨视界参数的可观测性,主要是使用Fisher矩阵分析来确定它们之间的误差和协方差。视界参数定义为$H_1$和$H_2$的两个二进制组件,与$H_{1,2} \in [0,1]$,并结合组件的质量和自旋,形成两个新的参数,$H_{\rm eff5}$和$H_{\rm eff8}$,以尽量减少它们的协方差参数估计研究。在这项工作中,我们添加的相位贡献,由于TH方面的$H_{\rm eff5}$和$H_{\rm eff8}$的后牛顿波形和检查其测量误差的变化与二进制的总质量,质量比,光度距离,和组件自旋。由于Fisher矩阵方法适用于高信噪比,因此我们主要关注第三代(3G)GW探测器爱因斯坦望远镜和宇宙探测器,并使用LIGO和Virgo进行比较。我们发现,在总的二进制质量的$H_{\rm eff5}$和$H_{\rm eff8}$的测量是最精确的区域是$\sim 20 - 30M_\odot$的LIGO-Virgo和$\sim 50 - 80M_\odot$的3G探测器。更高的分量旋转允许更精确地测量$H_{\rm eff5}$和$H_{\rm eff8}$。对于一个位于200 Mpc的双星,其…
2022-09-05 gr-qc
Comparison of subdominant gravitational wave harmonics between post-Newtonian and numerical relativity calculations and construction of multi-mode hybrids
描述聚结双星的螺旋、合并和衰荡的引力波形通常是通过综合来自微扰描述的信息来构建的,特别是后牛顿理论和黑洞微扰理论,以及完整的爱因斯坦方程的数值解。在本文中,我们将讨论“胶合”的数值和后牛顿波形产生混合波形,其中包括次主导球谐函数(“高阶模式”),并特别关注的过程中一致对齐的波形,这需要比较的描述和讨论他们的不精确性。我们限制到非旋进的情况下,并说明了过程中使用的数值波形的质量比$q=18$产生的BAM代码,和公开可用的波形从SXS目录。研究结果也为数值模拟中有限半径误差的分析提供了新的思路。
2015-02-24 gr-qc
Foundations of an effective-one-body model for coalescing binaries on eccentric orbits
我们开发了偏心二元聚结的有效单体(EOB)模型的基础,包括保守动力学,辐射反应,和引力波形模式的inspiral和合并振铃信号。我们使用相同的方法,通常采用在黑洞微扰理论通过引入相对论参数化的动力学,是由轨道几何形状定义的,并由一组相变量和数量,演变只由于引力辐射反应。专门nonspinning二进制,我们推导出EOB演化方程和计算二进制的辐射多极矩,确定引力波通过分解成基频的运动。我们的治疗和准开普勒的方法经常使用的后牛顿(PN)计算之间的主要区别是,轨道参数描述强场动力学,并表示多极矩的频率简化了计算,也导致在一个明确的轨道平均操作。虽然我们的保守动力学的描述是完全相对论性的,我们限制明确的推导在辐射部门为简单起见,以1.5PN顺序。这已经使我们能够建立方法来计算的瞬时和遗传的贡献,在EOB坐标的引力辐射,有直接的扩展到更高的PN阶。弱场,小偏心率限制我们的结果的轨道平均通量的能量和角动量同意与已知的PN结果时,表示规范不变的量。我们进一步解决的数值实现的模型和完成的波形,包括合并和振铃信号的考虑,并提供说明性的结果。
2018-01-05 gr-qc
Horizon-absorption effects in coalescing black-hole binaries: An effective-one-body study of the non-spinning case
本文研究了合并的圆形非自旋黑洞双星中引力波的视界吸收。通过数值微扰模拟得到了一个大质量比(q=1000)双星的视界吸收通量,并与最近提出的有效单体(EOB)解析解进行了比较。微扰方法采用分析的、质量比线性的、有效一体(EOB)恢复的辐射反应以及用于波提取的Regge-Wheeler-Zerilli(RWZ)形式。双曲面(传输)层的RWZ方程的数值解,以准确地计算地平线通量的后期倾伏阶段。从微扰模拟和EOB-cummed的表达同意在几个百分点的水平下降到后期暴跌的地平线通量。升级的EOB模型的nonspinning双星,包括地平线吸收角动量作为一个额外的长期在图解辐射反应进行了讨论。这一项上的波形定相的质量比跨度为1至1000的二进制文件的效果进行了研究。我们确认,可比和中等质量比的双星视界吸收几乎可以忽略不计的检测与先进的LIGO和爱因斯坦望远镜(忠实度大于或等于0.997)。
2012-12-19 gr-qc
Toward faithful templates for non-spinning binary black holes using the effective-one-body approach
本文给出了两个非自旋黑洞的非偏心系统并合过程中引力辐射波形的精确近似。利用最近的数值相对论模拟和自然的灵活性的有效单体(EOB)模型的信息,我们扩展了后者,使其能够成功地匹配的数值相对论波形在最后阶段的螺旋,合并和衰荡。这里的“成功”是指在衰荡阶段结束时,相位差小于引力波周期的8%,仅在到达时间和初始阶段达到最大值。我们通过简单地在EOB径向势中添加4-post-Newton阶校正并通过施加质量比m1/m2 = 1,3/2,2和4的数值波形的高匹配性能来确定(常数)系数来获得这个结果,m1和m2是单个黑洞质量。最后的黑洞质量和自旋的数值模拟预测被用来确定衰荡频率和衰减时间的三个准正常模式的阻尼正弦曲线,附加到EOB inspiral-(暴跌)波形在EOB光环。EOB波形可能会被测试,并进一步改进,在未来的比较非常长和准确的螺旋数值相关波形。他们可能已经被用于相干搜索和参数估计的引力波发射的非旋转合并的双黑洞与地面激光干涉仪探测器。
2008-01-04 gr-qc
Modeling gravitational radiation from coalescing binary black holes
随着理论的目标,特别是数值相对论,承担的天体物理学问题的关键利益的引力波观测者,我们介绍了一个模型的合并辐射从二进制黑洞系统。我们建立我们的模型使用“拉撒路方法”,一种技术,桥梁远和封闭的极限方法与完整的数值相对论,以解决爱因斯坦方程应用在真正的非线性动力学制度。我们专门研究了等质量非自旋黑洞系统的轨道后辐射,推导出的波形表明,在短短几个周期内,系统总能量的约3%和总角动量的12%的强圆偏振辐射。支持这一结果,我们首先建立了我们的模型的后期部分的可靠性,包括数值相对论和封闭极限组件,从一系列的黑洞配置的波形进行了彻底的研究,从以前处理的迎面碰撞到代表性的目标"ISCO"数据对应的螺旋期结束。然后,我们完成了我们的模型与一个简单的治疗的早期部分的时空的基础上,一个标准的家庭的初始数据的双黑洞在圆形轨道。详细的分析表明,强鲁棒性的结果作为初始分离的黑洞从5.0增加到7.8 M支持我们的波形作为一个合适的基本描述的天体物理辐射从这个系统。最后,一个简单的拟合的暴跌波形介绍作为第一次尝试,以方便任务的分析数据从引力波探测器。
2002-02-25 astro-ph gr-qc hep-th
Parameter estimation of coalescing supermassive black hole binaries with LISA
激光干涉仪空间天线(LISA)将定期观测到非常高红移的超大质量黑洞(BH)双星的合并。对于距离为3 Gpc的源,LISA可以测量这种聚结的质量参数,相对精度为$10^{-4}-10^{-6}$。在LISA框架下研究了用后牛顿(PN)定相公式估计大质量非自旋双黑洞的参数问题。具体地,3.5PN模板的性能与其2PN对应物使用在LISA模式函数上平均的波形进行对比。通过计算各阶质量参数估计的误差,检验了由于高阶修正对定相公式的改进。用3.5PN波形代替2PN波形,显著提高了对质量参数${\cal M}$和$η$的估计。对于光度距离为3 Gpc的等质量双星$2\times10^6M_\odot$,啁啾质量的提高为$\sim 11%$,$η$为$\sim 39%$。聚结时间$t_c$的估计值为43%。对于质量不等的二进制合并的改善更大。将这些结果与使用非模式平均波形获得的结果进行比较。误差在很大程度上取决于源的位置和方向,不进行蒙特卡罗模拟就不能得出一般性的结论。最后研究了LISA低频截止点的选择对参数估计的影响。
2006-08-02 astro-ph gr-qc
Coalescing binary systems of compact objects: Dynamics of angular momenta
一个由致密天体组成的并合双星系统的终态强烈地依赖于最终的总质量M和角动量J。由于引力辐射辐射导致双星系统通过准圆形轨道缓慢地演化到最里面的稳定轨道,本文研究了J/M^2比值的相应行为,它必须小于1(G/c)或约为0.7(G/c)。黑洞或中子星的形成。结果表明,在螺旋相结束时,黑洞或中子星形成的条件不满足的情况下。自旋效应的列入导致我们的进动方程的研究也适用于重力波形的计算。
1998-12-15 astro-ph gr-qc
Improved effective-one-body description of coalescing nonspinning black-hole binaries and its numerical-relativity completion
我们改进的有效单体(EOB)的描述nonspinning合并黑洞双星的结合几个最近的分析进展,特别是:(i)对数贡献的保守动力学;(ii)图解的地平线吸收贡献的轨道角动量损失;(iii)一个特定的径向分量的辐射反作用力暗示的一致性与方位角的。然后,我们完成了这个分析改进EOB模型进行比较,准确的数值相对论(NR)模拟由Caltech-Cornell-CITA组的质量比$q=(1,2,3,4,6)$。特别是,与NR数据的比较使我们能够以高精度($\sim 10^{-4}$)确定主EOB径向势的值:$A(u;\,ν)$,其中$u=GM/(R c^2)$是体间引力势,$ν=q/(q+1)^2$是对称质量比。我们介绍了一种新的技术,用于从NR数据中提取的相位演化的内在措施,($Q_ω(ω)$诊断)。对齐NR-完成EOB四极波形和NR一个在低频率,我们发现,他们保持一致(在相位和振幅)在NR的不确定性在整个演变的所有质量比考虑。我们还发现几个次主导多极子,而无需引入和调整任何额外的参数很好的协议。
2013-04-15 gr-qc