Coalescing binaries and Doppler experiments
讨论了CASSINI实验对致密双星内螺旋发射的引力波的敏感性。我们表明，该仪器可达到的最大距离是$\sim 100$ Mpc。特别是，CASSINI可以探测到室女室女星系团中具有啁啾质量$\simgt 10^6 \Ms$的大质量黑洞双星，信噪比在5到30之间，以及可能围绕我们银河系中心可能拥有的大质量黑洞运行的质量为$\simgt 30 \Ms$的致密物体。
1997-08-16 gr-qc
Gravitational waves from coalescing binaries: detection strategies and Monte Carlo estimation of parameters
本文讨论了从合并双星中探测引力波的问题。我们介绍了微分几何的应用问题的最佳检测的“啁啾信号”。我们还进行了广泛的蒙特卡罗模拟，以了解在估计的二进制系统的参数的错误。我们发现，即使在10-15的高信噪比下，误差也远大于协方差矩阵预测的误差。我们还介绍了使用的瞬间，而不是到达的时间来确定方向的源的想法。
1995-08-05 gr-qc
TIDAL AND TIDAL-RESONANT EFFECTS IN COALESCING BINARIES
本文用直接数值积分的方法研究了合并致密双星系统的潮汐和潮汐共振效应。对于恒星，使用多方模型。潮汐效应被认为是占主导地位的（非共振）$f$模式。得到了$g$模潮汐共振的影响。潮汐相互作用的兴趣，特别是低质量的双星。存在一个特征性的最后倾入轨道，超过该轨道，即使不考虑辐射反应，系统也不能保持稳定;这与Lai等人在\shortcite{Lai93}中得到的结果一致。讨论了这些效应对地球引力波观测的重要性。
1995-02-17 gr-qc
Performance of Newtonian filters in detecting gravitational waves from coalescing binaries
合并双星系统是最有希望的引力波源之一。匹配滤波技术用于从合并双星中探测引力波，依赖于精确模板的构造。直到最近，以四极杆或牛顿近似为模型的滤波器被认为是足够的。最近，它表明，后牛顿效应有助于实际信号和其相应的牛顿模板之间的相位差的长期增长。在本文中，我们调查的可能性补偿的相位差所造成的后牛顿条款允许在牛顿滤波器参数的转变。我们发现，牛顿滤波器执行足够的检测的初始和先进的LIGO探测器的信号的存在的目的。
1994-04-01 gr-qc
Rapid and accurate parameter inference for coalescing, precessing compact binaries
在Pankow等人工作的基础上，我们引入了RIFT，一种通过迭代拟合对引力波源进行快速参数推断的算法。我们证明了这种方法可以正确地恢复合并紧凑的二进制系统的参数，使用RIFT的详细比较，以及测试的LALInference软件库。我们提供了几个例子，RIFT的独特速度和灵活性，使否则棘手或尴尬的参数推断分析，包括（a）采用昂贵的和新颖的模型传出引力波;和（b）混合近似，每个适合于不同部分的紧凑的二元参数空间。我们演示了如何\RIFT{}可以应用于双中子星，无论是参数推断和直接约束的核物质状态方程。
2018-05-26 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
Detectability of Mode Resonances in Coalescing Neutron Star Binaries
中子星-中子星双星的灵感是像LIGO这样的引力波探测器的一个有希望的引力波源。在螺旋过程中，其中一颗恒星的潮汐引力场可以共振地激发另一颗恒星的内部模式，导致引力波信号的相移。我们计算使用费舍尔矩阵分析的相移必须是多大，以被检测到。对于$1.4 M_\odot, 1.4 M_\odot$二进制，结果为$\sim 8.1, 2.9$和1.8弧度，谐振频率为$16, 32$和64 Hz。其他二进制参数的测量精度降低包括模式谐振效应。
2007-01-15 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
Complete phenomenological gravitational waveforms from spinning coalescing binaries
从合并的双星中寻找引力波通常是由LIGO-Virgo合作通过匹配滤波进行的，这需要对信号有详细的了解。完整的分析合并波形目前只适用于非旋进二元系统。在本文中，我们介绍了一般自旋系统的主导四极模的完整的唯象波形。这些波形是通过桥接解析已知的inspiral相位之间的差距，描述的自旋泰勒（T4）近似的限制波形近似，和衰荡阶段通过一个现象学的中间阶段，校准通过比较与特定的，数值生成的波形，描述等质量系统与无量纲自旋幅度等于0.6。数值波形和唯象波形之间的重叠积分范围在0.95和0.99之间。
2010-11-03 gr-qc
Final spin of a coalescing black-hole binary: an Effective-One-Body approach
我们更新的合并黑洞二进制内的连续一体（EOB）的方法得出的最终自旋的分析估计。我们考虑不等质量非自旋黑洞双星。据发现，一个更完整的帐户相关的物理效应（更高的后牛顿精度，振铃损失）允许{ \it分析} EOB估计"收敛到“最近获得的{ \it数值}结果在2%以内。这一协议说明了EOB的方法来捕捉合并黑洞双星的基本物理能力。我们的分析方法允许一个估计的最终自旋的黑洞合并二进制文件中的质量范围（$ν=m_1m_2/(m_1+m_2)^2 < 0.16 $），这是目前没有覆盖的数值模拟。
2007-07-26 gr-qc
Energy Extraction From Non-Coalescing Black Hole Binaries
我们定义并勾画了Majumdar-Papapetrou（MP）时空的广义能球。特别是，我们证明了负能量的封闭轨道的存在，生活在这样的时空的事件视界之外。依靠彭罗斯过程机制，我们使用这些轨道来说明从MP双黑洞的能量提取的可能性，通过粒子散射。我们还分析了该过程的效率，并构建了明确的例子，优化能量的提取。最后，我们展示了如何将这些概念扩展到一对非合并克尔黑洞所描述的Cabrera-Munguia，Manko和Ruiz（CMMR）度量。
2021-11-18 gr-qc
Horizon-absorption effects in coalescing black-hole binaries: An effective-one-body study of the non-spinning case
本文研究了合并的圆形非自旋黑洞双星中引力波的视界吸收。通过数值微扰模拟得到了一个大质量比（q=1000）双星的视界吸收通量，并与最近提出的有效单体（EOB）解析解进行了比较。微扰方法采用分析的、质量比线性的、有效一体（EOB）恢复的辐射反应以及用于波提取的Regge-Wheeler-Zerilli（RWZ）形式。双曲面（传输）层的RWZ方程的数值解，以准确地计算地平线通量的后期倾伏阶段。从微扰模拟和EOB-cummed的表达同意在几个百分点的水平下降到后期暴跌的地平线通量。升级的EOB模型的nonspinning双星，包括地平线吸收角动量作为一个额外的长期在图解辐射反应进行了讨论。这一项上的波形定相的质量比跨度为1至1000的二进制文件的效果进行了研究。我们确认，可比和中等质量比的双星视界吸收几乎可以忽略不计的检测与先进的LIGO和爱因斯坦望远镜（忠实度大于或等于0.997）。
2012-12-19 gr-qc
A new analytic representation of the ringdown waveform of coalescing spinning black hole binaries
本文提出了一种新的方法来分析和解析表示合并黑洞双星发出的引力波信号的衰荡部分，与通常的多极复波形$h(t)$的准简正模和的{ \it线性}分解相比，我们的过程依赖于$h(t)$的{ \it乘法}分解作为基本准-正常模式，其振幅和相位分别拟合剩余的时间依赖性复因子。作为一个说明性的例子，我们应用我们的分析和拟合程序的振铃部分的一个样本的16个$\ell=m=2$等质量，旋转，nonprecessing，数值波形计算的SP $_{\rm E}$ C代码，现在公开的SXS目录。我们的方法产生了一个有效的和准确的方式来表示振铃波形，从而提供了一种新的方式来完成分析有效的单体吸气加暴跌波形。
2014-07-10 gr-qc
The Effect of Eccentricity on Searches for Gravitational-Waves from Coalescing Compact Binaries in Ground-based Detectors
螺旋形的致密双星预计会在其引力波信号到达地面探测器的敏感频带之前循环。因此，目前使用LIGO和Virgo探测器从致密双星中搜索引力波的方法是使用圆形模板来构建匹配滤波器。二元形成模型已经提出，这表明，一些系统可检测的LIGO-Virgo网络可能有不可忽略的偏心率。我们调查的能力，限制3.5后牛顿阶泰勒F2模板银行，用于LIGO和处女座的质量$M \le 35 M_\odot$，从紧凑的二进制搜索引力波，检测二进制与非零偏心率。本文采用Hinder \emph{et. al.} [I]提出的$x$模型后牛顿形式，模拟了偏心双星的引力波。Hinder，F. Hermann，P. Laguna，and D. Shoemaker，arXiv：0806.1037v1]。我们发现，小的剩余偏心率（$e_0 \lesssim 0.05$在40赫兹）不显着影响目前的LIGO搜索的能力，以检测引力波从合并的紧凑的二进制与总质量$2 M_\odot < M < 15 M_\odot$。对于偏心率$e_0 \gtrsim 0.1$，由于偏心率导致的匹配滤波器信噪比的损失可能是显著的，因此将需要包括偏心效应的模板来对这种系统执行最佳搜索。
2010-02-15 gr-qc
Phenomenological gravitational waveforms from spinning coalescing binaries
准确了解合并的二元引力波形对于LIGO-Virgo合作进行的实验搜索至关重要。在同一作者的早期论文之后，我们改进了描述来源于一般自旋二进制系统的信号的分析唯象波形的构造。初始inspiral部分的波形，所描述的自旋泰勒近似，和它的最终衰荡部分，所描述的阻尼指数，之间的差距是桥接的现象相校准的比较与一组波形，包括不同类型的数值和现象的波形的主导球谐模式。所考虑的所有波形都描述了等质量系统。这里给出的数值波形和现象波形之间的高级LIGO噪声加权重叠积分范围在0.95和0.99之间，适用于宽范围的质量值。
2011-06-23 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
Extracting the three- and four-graviton vertices from binary pulsars and coalescing binaries
利用费曼图的后牛顿展开公式，我们讨论了如何将广义相对论（GR）的各种测试转化为三个和四个引力子顶点的测量。在仅涉及系统保守动力学的问题中，三重引力子顶点偏离GR预测的最低阶等价于在参数化后牛顿形式中引入参数beta_{PPN}，其最强的边界来自月球激光测距，在0.02%的水平上测量。然而，三引力子顶点与GR预测的偏差也影响了理论的辐射部分。我们发现，Hulse-Taylor双星脉冲星的时间提供了一个约束的三引力子顶点的GR预测在0.1%的水平上的偏差。对于在干涉仪合并二进制，我们发现，由于简并与模板中的其他参数，如质量和自旋，修改后的三个和四个引力子顶点的影响只是为了引起错误的确定这些参数，至少在限制PN近似，这是不可能使用合并二进制约束偏差的顶点从GR预测。
2009-11-10 gr-qc
Gravitational Waves from coalescing binaries: Estimation of parameters
本文提出了一个统计模型，它再现了蒙特卡罗模拟的结果，估计的引力波信号的参数从合并的双星系统。然而，该模型是相当普遍的，将是有用的，在其他参数估计问题。
1997-02-07 astro-ph gr-qc
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
Gravitational waves from coalescing binaries and Doppler experiments
行星际航天器的多普勒跟踪提供了目前可用于低频引力波宽带搜索的唯一方法。这些仪器的峰值灵敏度大约在连接地球和空间探测器的无线电链路的往返光时T的倒数附近，因此特别适合于搜索星系核中含有大质量黑洞的合并双星。到目前为止，已经进行了一些多普勒实验-最近的实验涉及到"尤利西斯"、"伽利略"和"火星观测器"探测器;此外，在2002 - 2004年期间，卡西尼号航天器将进行三次为期40天的数据采集运行，预期灵敏度将比迄今所达到的灵敏度高出约20倍。本文的主要目的是：（i）探索作为有关仪器参数和天体物理参数的函数的螺旋信号--频率和幅度增加的正弦信号--产生的多普勒输出（所谓的啁啾）;（ii）识别集中密集和专用数据分析的最重要的参数区域;分析卡西尼实验的全天空和全频率灵敏度，特别侧重于可能的天体物理目标，如银河系中心和室女星系团。
1998-06-04 gr-qc
Faithful Effective-One-Body waveforms of equal-mass coalescing black-hole binaries
我们继续在连续一体（EOB）的方法，高精度的分析波形描述所发出的信号的吸气和合并黑洞二进制的程序的建设。在这里，我们比较了一个最近派生的，cummed 3 PN-准确的EOB四极波形的数值模拟的结果的inspiral和合并的等质量的黑洞二进制。我们发现一个显着的协议，无论是在相位和振幅，与最大的失相，可以减少到低于$\pm 0.005$引力波（GW）周期超过12 GW周期对应的螺旋结束，暴跌，合并和开始的衰荡。这一水平的协议显示为两个不同的值的有效的4 PN参数a_5，并为相应的，适当的"弯曲"值的辐射反应再确认参数v_pole。此外，我们的建模EOB振幅同意优于1%的水平，与数值相关的一个到后期的螺旋。这些结果，连同最近的其他工作的EOB数值相对论比较，证实了EOB形式主义的能力，忠实地捕捉广义相对论波形。
2008-08-29 gr-qc
Cosmological distance indicators by coalescing binaries
从定域性良好的吸气双星探测到的引力波将允许直接和独立地确定双星的光度和红移。在这种情况下，这样的系统可以表现为“标准烛光”，提供对z < 0.1的宇宙距离的出色探测，从而补充宇宙学距离阶梯的其他指标。
2011-11-11 astro-ph.CO gr-qc
Coalescing binaries as possible standard candles
从定域性良好的吸气双星探测到的引力波将允许直接和独立地确定双星的光度和红移。在这种情况下，这样的系统可以表现为“标准烛光”，提供了一个很好的宇宙距离探测到$z <0.1$，从而补充了宇宙距离阶梯的其他指标。
2010-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Time-domain analysis of a dynamically tuned signal recycled interferometer for the detection of chirp gravitational waves from coalescing compact binaries
在这篇文章中，我们研究了一种特殊的方法来检测啁啾信号从合并紧凑的双星-所谓的动态调谐，即放大信号通过跟踪其瞬时频率的信号回收检测器的调谐。为信号再循环干涉仪，特别是GEO 600开发的时域考虑描述了非平稳检测器中的信号和噪声演变。它的非平稳性是由信号循环镜的运动引起的，其位置定义了检测器的调谐。我们证明了来自暗端口和光损耗的散粒噪声仍然是白色的。瞬态效应的分析表明，在啁啾频率的完美跟踪过程中，只出现幅度变化的瞬态。本文计算的信噪比增益对于散粒噪声受限的检测器为~ 16，对于具有热噪声的检测器为~ 4。
2015-04-28 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
IIR Adaptive Filters for Detection of Gravitational Waves from Coalescing Binaries
在本文中，我们提出了一种新的策略，引力波检测合并的双星，使用IIR自适应线增强器（ALE）的过滤器。该策略是经典的分层策略，其中ALE滤波器具有触发器的作用，用于选择可能包含重力事件的数据块，以使用更精细的优化技术（如经典的匹配滤波器技术）来进一步分析。ALE滤波器的性能与维纳-Komolgoroff最佳滤波器（匹配滤波器），有必要讨论它们的性能和评估的统计限制，在它们的使用作为触发器的直接比较后，我们进行了一系列的测试，证明这些过滤器是相当有前途的相对较小的计算能力所需的和所使用的算法的鲁棒性。所进行的测试显示了ALE过滤器的弱点，我们通过引入进一步的策略来修复该弱点，该策略基于ALE过滤器的动态银行，同时运行，但在固定延迟时间后开始。这种全局触发策略的结果似乎是非常有前途的，并且已经可以用于目前的干涉仪中，因为它具有需要相当小的计算能力的巨大优势，并且可以容易地与其他数据分析算法并行地实时运行。
2004-06-15 gr-qc
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
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
Probing modified gravitational wave propagation with strongly lensed coalescing binaries
最近的研究表明，即使在没有电磁对应物的情况下，合并双星引起的四重引力波（GW）事件也可以定位到一个或几个星系中。我们讨论了如何可以用来提取信息修改GW传播，这是一个重要的签名修改在宇宙尺度的重力。我们表明，使用四重透镜系统，它是可能的约束参数$Ξ_0$，其特征在于修改GW传播，而不需要施加一个事先$H_0$。LIGO/Virgo/Kagra网络在目标灵敏度上可能已经获得了$Ξ_0$的重要测量结果，而第三代GW探测器（如爱因斯坦望远镜）可以达到非常有趣的精度。
2021-07-11 astro-ph.CO 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
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 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
Gravitational Waves from Coalescing Black Hole MACHO Binaries
如果MACHO是质量约为0.5个太阳质量的黑洞，那么它们一定是在早期宇宙中温度约为1 GeV时形成的。我们估计，在这种情况下，在我们银河系的晕中，大约50千秒差距存在着大约5亿个黑洞双星，它们的合并时间与宇宙的年龄相当，因此合并率大约为每星系每年500次事件。这表明我们可以预期在15 Mpc内每年发生几次事件。来自这种合并黑洞MACHO的引力波可以被LIGO/VIRGO/TAMA/GEO网络中的第一代干涉仪检测到。因此，黑洞MACHO的存在可以在未来五年内通过引力波进行测试。
1997-08-07 astro-ph gr-qc
Hierarchical search strategy for the detection of gravitational waves from coalescing binaries: Extension to post-Newtonian wave forms
如果一组引力波波形成（即，使用一步搜索）。在早期的论文中，我们提出了一种检测策略，称为两步搜索，利用模板库的层次结构。结果表明，在一个简单的情况下，一个家庭的牛顿信号，一个在线的两步搜索是大约8倍的速度比一个在线的一步搜索（初始LIGO）。在本文中，我们将两步搜索推广到更现实的零自旋1.5后牛顿波的情况。我们还提出了检测和虚警概率的公式，其中考虑到统计相关性。我们发现，对于一个1.5后牛顿家庭的模板和信号的情况下，一个在线的两步搜索需要约1/21的计算能力，将需要相应的在线一步搜索。当需要以0.95的概率检测到强度S = 10.34的信号时，平均每年一个假事件，并且所使用的噪声功率谱密度是高级LIGO的噪声功率谱密度时，可以实现这种降低。对于初始LIGO，计算能力的降低约为1/27，S = 9.98，检测和虚警的概率与上述相同。
1997-03-27 gr-qc
The Gravitational Wave Background From Coalescing Compact Binaries: A New Method
引力波是时空中以光速传播的扰动。对这种现象的研究是有趣的，因为许多宇宙学过程和天体物理学物体，如双星系统，都是引力辐射的潜在来源，在不久的将来，下一代干涉测量探测器可以探测到它们的辐射。关于天体物理学对象，一个有趣的情况是，当有几个源以这样一种方式发射时，存在信号的叠加，导致跨越宽范围频率的平滑频谱，即所谓的随机背景。本文研究了致密双星（即由中子星和黑洞组成的双星系统）在合并阶段产生的随机背景。特别是，我们通过采用在我们以前的研究中开发的新方法来获得这样的背景。
2015-04-24 astro-ph.CO gr-qc
On the Eccentricity Distribution of Coalescing Black Hole Binaries Driven by the Kozai Mechanism in Globular Clusters
在球状星团中，通过双星-双星相互作用可以产生三重黑洞系统。最近有人提出，Kozai机制可以驱动三重系统的内部双星在与其他场星的相互作用中断之前合并。我们定性地和数值地研究了这些双星在引力辐射（GR）作用下的偏心率演化。我们预测，当系统发射的引力波通过10 Hz频率时，约30%的系统具有>0.1的偏心率。讨论了对引力波探测的意义，特别是对宽带激光干涉仪引力波探测器数据分析的意义。
2002-11-22 astro-ph gr-qc
Detection of Gravitational Waves from Eccentric Compact Binaries
对于像LIGO这样的更大尺寸的干涉仪来说，合并的致密双星被认为是最有希望的引力波源。通过匹配滤波从探测器的噪声中提取出引力波信号。如果信号的先验理论知识是可用的，则该技术执行得非常好。关于可能源的已知信息用于构建预期波形的模型（模板）。在构造合并致密双星的模板时，一个常见的假设是伴星在准圆形轨道上运动。然而，有些情况下，预测偏心双星的存在。我们研究了偏心信号的非最优滤波引起的信噪比损失。
1999-08-13 gr-qc
A Semi-relativistic Model for Tidal Interactions in BH-NS Coalescing Binaries
本文用半解析方法研究了黑洞-中子星双星系统中Kerr黑洞对中子星的潮汐效应。采用由相对论恒星结构方程导出的标量势，考虑了相对论效应对中子星自引力的影响。我们计算了黑洞-中子星双星的准平衡序列，以及恒星被黑洞潮汐场破坏的临界轨道间距：后者的量特别令人感兴趣，因为当它大于最里面的稳定圆形轨道的半径时，可能会产生短的伽马射线暴。
2010-03-16 astro-ph gr-qc
Faithful Effective-One-Body waveforms of small-mass-ratio coalescing black-hole binaries
我们解决的问题，构建高精度，忠实的分析波形描述的引力波信号所发出的吸气和合并的二元黑洞。我们的连续一体化（EOB）框架内工作，并提出了一种方法，用于改善当前（波形）实现这个框架的基础上的理解，元素的元素，每个特征的波形背后的物理，并系统地比较各种基于EOB的波形与“精确”的波形通过数值相对论方法获得。本文主要研究小质量比非自旋二元系统，这类系统可以方便地用Regge-Wheeler-Zerilli-type方法研究。我们的成果包括：（i）螺旋形波形的图解的、3 PN精确的描述，（ii）倾伏期间辐射反应的更好描述，（iii）倾伏波形的精细解析表达式，（iv）倾伏波形和衰荡波形之间匹配的改进处理。这种改进的EOB方法的实施，使我们能够构建完整的分析波形表现出显着的协议与“确切”的模量，频率和相位。特别地，在整个过程期间，在周期的$\pm 1.1 %$内，解析波形和数值波形保持同相。我们期望，我们的方法的扩展到可比质量的情况下，将能够产生直接用于地面网络的引力波干涉探测器的高精度的分析波形。
2007-07-26 gr-qc
Waveforms and fluxes: Towards a self-consistent effective one body waveform model for nonprecessing, coalescing black-hole binaries for third generation detectors
我们提出了一个全面的比较数值相对论（NR）的角动量通量在无穷远和相应的量进入辐射反应TEOBResumS，连续一体（EOB）波形模型的非旋进合并黑洞二进制准圆轨道。这种比较促使我们在模型中实现两个变化：（i）在$\ell=m$中包括准圆修正，$\ell\leq 5$多极进入辐射反应，以及（ii）因此更新模型的NR信息自旋轨道扇区。这产生了一个新的波形模型，提出了更高的波形和动态之间的自一致性和改进的协议与NR模拟。我们测试的模型计算EOB/NR的不忠实$\bar{F}_{\rm EOB/NR}$在所有534自旋对齐的配置可通过模拟eXtreme时空目录，特别是使用先进的LIGO，爱因斯坦望远镜和宇宙探测器的噪声谱密度，总质量高达$500M_\odot$。发现最大不忠诚度$\bar{F}^{\rm max}_{\rm EOB/NR}$主要在$10^{-4}$和$10^{-3}$之间，并且随着系统有效自旋的增加，性能逐渐接近$\sim 5\times 10^{-3}$.我们对\SEOB{}模型进行了类似的分析，该模型提供了$\bar{F}^{\rm max}_{\rm EOB/NR}$值均匀分布与有效自旋，主要在$10^{-3}$和$10^{-2}$之间。我们的结论是，改进的TEOBResumS模型已经代表了可靠和强大的第一步，为第三代检测器的高度准确的波形模板的发展。
2021-11-28 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
The Last Three Minutes: Issues in Gravitational Wave Measurements of Coalescing Compact Binaries
引力波干涉仪预计将监测中子星和黑洞双星在接近宇宙学距离的最后三分钟的螺旋和最终合并，那里的事件率可能是每年许多。由于双星的累积轨道相位可以测量到分数精度$\ll 10^{-3}$，相对论效应很大，波形将更加复杂，携带更多的信息，并且比预期的更难在理论上建模。理论家们现在必须开始为提取波的信息奠定基础。
1992-08-25 astro-ph gr-qc
Astrophysical significance of detection of coalescing binaries with gravitational waves
我们使用StarTrack恒星星族合成程序分析了双致密天体双星作为引力波源的性质。由于这些物体的寿命分布一直延伸到哈勃时间，我们得出结论，正确计算预期的速率必须包括一个完整的宇宙学模型。我们提出了这样的模型，计算预期的合并率，并分析这些速率的模型假设的内在敏感性。我们发现，单独的速率是一个非常差的估计基本的恒星演化模型。然而，我们发现，观测到的啁啾质量的分布是非常敏感的基础恒星演化模型，而它是非常不敏感的基础宇宙学，恒星形成率的历史和变化的探测器灵敏度。
2003-07-11 astro-ph gr-qc
Numerical simulations of compact object binaries
由黑洞和/或中子星组成的合并致密天体双星是地面引力波探测器的主要目标。本文综述了这些系统的数值模拟的现状，重点是最近的进展。
2012-04-16 gr-qc
Tidal Effects in Eccentric Coalescing Neutron Star Binaries
在LIGO/Virgo波段中，动态形成的致密天体双星可能仍然是偏心的。对于偏心双星中的中子星，其基模（f模）在近心处被激发，将轨道的能量转移到中子星的振荡中。我们这个系统的模型耦合的NS f-模式的演化的轨道演化的二进制，因为它循环和走向合并。NS f模式激发通常加速轨道衰减并提前来自系统的引力波信号的相位。我们计算了这种效应如何改变近心通道的时间，并研究了如何合并前的累积相移取决于系统的初始偏心率。这种相移可以是大得多的高偏心合并比圆形合并，并可用于探测NS状态方程。
2019-06-20 astro-ph.HE 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
Parameter estimation on gravitational waves from multiple coalescing binaries
未来的地基和星载干涉引力波探测器每年可能捕获数万至数千个双星合并事件。从单个事件的引力波特征来估算天体物理学相关参数，如质量和自旋，这方面的工作越来越多，而且意义重大。本文介绍了一个强大的贝叶斯框架相结合的参数估计多个事件的参数分布的基础事件人口。该框架可以很容易地部署为一个快速的后处理工具。
2009-12-30 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Constraining the Neutron Star Radius with Joint Gravitational-Wave and Short Gamma-Ray Burst Observations of Neutron Star-Black Hole Coalescing Binaries
合并中子星（NS）-黑洞（BH）双星是有希望的引力波（GW）源，将在未来几年内被现有的GW天文台检测到。如果NS在BH最内侧的稳定圆形轨道外被潮汐破坏，可能会形成一个吸积环，这最终可能会为短伽马射线暴（SGRB）提供动力。SGRB的观测与NS-BH合并的引力辐射相一致，这将证实这两种现象之间的联系，也给我们提供了新的见解NS物理。我们提出了一种新的方法来测量NS半径，从而约束NS状态方程使用联合SGRB和GW观察NS-BH合并。我们表明，在联合检测与现实GW的信噪比（S/N）为10的情况下，NS半径可以被约束到$\lesssim\,$ 20%的准确度在90%的置信度。
2020-03-01 astro-ph.HE gr-qc
The Spatial Distribution of Coalescing Neutron Star Binaries: Implications for Gamma-Ray Bursts
我们发现的聚结时间，出生率，空间速度，以及随后的径向偏移的聚结中子星（NS）在各种星系的潜力占大的不对称踢期间引入的超新星的分布。结合NS-NS二进制的出生率是相当敏感的反冲速度的大小，但尽管如此，类似（~10每银河每百万年）以前的人口合成研究。然而，零年龄主层序以来的合并时间分布对井涌速度的选择相对不敏感。合并时间的中位数约为1亿年，我们发现致密双星应该密切跟踪宇宙中的恒星形成率。在一个合理的星系势范围内（M_galaxy> 3 x 10^10 M_solar），NS-NS合并的径向偏移中值小于10 kpc。在z = 1的红移下（H_0 = 65 km/s/Mpc，Omega = 0.2），这意味着一半的合并应该发生在距离宿主星系约1.3角秒的范围内。除了最浅的潜势外，90%的NS-NS双星在距离宿主30 kpc的范围内合并。我们发现，虽然合并的中子星双星的空间分布是一致的，与已知的光学余辉的伽马射线暴（GRB）与微弱的星系的密切空间关联，一个不可忽略的分数（~15%）的GRB应该发生在（> 30千秒差距）的矮星系主机。由于主机中的尘埃，偏移量的投影和星际介质密度的范围内的灭绝混淆了星系周围的NS-NS合并的真实分布与一组可观察到的光学瞬变/星系偏移。
1999-01-15 astro-ph 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
The Final Fate of Coalescing Binary Neutron Stars: Collapse to a Black Hole?
与中子星（NS）或黑洞（BH）成分合并的致密双星是目前正在建造的激光干涉仪探测器的重要引力波源，也可能是宇宙学距离上的伽马射线暴源。本文着重研究NS-NS双星系统最终的流体动力学并合，并讨论了黑洞的形成是否是这些系统最终不可避免的命运。
1999-12-14 astro-ph 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
General-relativistic treatment of tidal $g$-mode resonances in coalescing binaries of neutron stars. II. As triggers for precursor flares of short gamma-ray bursts
在某些短的伽马射线暴中，观测到了在主事件发生前$\sim$秒出现的前兆耀斑。当轨道频率为几百赫兹时，这些耀斑可能与内旋的最后几个周期有关。在这些最后的周期中，潮汐力可以共振地激发吸气恒星中的准正常模式，导致其振幅迅速增加。已经表明，这些模式可以施加足够强的应变到中子星地壳煽动屈服。由于$g$ -模式的典型频率是$\sim 100\text{ Hz}$，它们与轨道频率的共振与前兆定时相匹配，因此需要进一步研究。采用现实的状态方程和解决的广义相对论脉动方程，我们研究了$g$模式的共振在合并准圆双星，在那里我们考虑不同的恒星自转速率，分层程度，和磁场结构。我们表明，对于某些恒星参数的组合，共振激发的$g_1$ -和$g_2$ -模式可能会导致地壳破裂和触发前兆耀斑。
2021-09-14 astro-ph.HE 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
