Eccentric Motion of Spinning Compact Binaries
本文用分数质量差序参量的幂微扰法处理了离心轨道上自旋致密双星的运动方程。该解在质量差参数的一阶范围内是有效的。正则点变换去除了自旋-轨道哈密顿量的首阶项，该项引起轨道角动量围绕守恒总角动量的摆动进动，这种进动在质量相等或单个自旋的情况下消失。角变量的应用，使一个典型的微扰理论很容易处理。
2014-06-02 gr-qc
Time-domain inspiral templates for spinning compact binaries in quasi-circular orbits
提出了一种计算沿准圆轨道旋转的致密双星的时域引力波（GW）偏振态的方法。我们调用轨道角动量${\bf L}$而不是它的牛顿对应物${\bf L_{\rm N}}$来描述的轨道和两个自旋矢量是自由指定的源帧与总角动量的初始方向。我们讨论了我们的方法的各种影响。
2015-06-09 gr-qc
Comment on "Gravity Waves, Chaos, and Spinning Compact Binaries"
在本文中，我认为双黑洞螺旋中的混沌效应不会强烈地影响从这样的系统中探测到引力波。
2001-01-05 astro-ph gr-qc
Asymptotically Matched Spacetime Metric for Non-Precessing, Spinning Black Hole Binaries
我们构建了一个封闭的形式，完全解析的4-度规，近似代表了时空演化的非进动，旋转黑洞二进制从无限分离到几个轨道之前合并。我们采用渐近匹配的技术，将每个自旋黑洞附近的扰动克尔度规连接到更远的近区后牛顿度规。后者已经自然地匹配到远区，后闵可夫斯基度量，占全部时间延迟。其结果是一个4-度量，它在空间和一小丛空间超曲面中近似处处有效。我们在这里限制我们的注意力准圆轨道，但该方法是有效的任何轨道运动或物理场景，提供一个重叠区域的有效性或缓冲区存在。这样一个度量的一个简单的扩展将允许未来的研究吸积盘和喷流动力学周围的旋转回洞双星。
2012-08-31 gr-qc
Gravitational waves from spinning compact binaries in hyperbolic orbits
双曲轨道上的致密双星是即将到来的和计划中的GW观测站的可能的引力波（GW）源。我们开发了一个有效的处方来计算后牛顿（PN）准确的准备使用GW偏振态的自旋紧双星，影响的主导阶自旋轨道相互作用，在双曲轨道。这是通过调用1.5PN精确的准开普勒参数化的径向扇区的轨道动力学。我们探讨了双曲通过过程中自旋和引力辐射反应对$h_+$和$h_{\times}$的影响。结果表明，这两种偏振态对双曲轨道上自旋紧双星的引力波具有记忆效应。相反，只有交叉偏振态对来自非自旋紧密双星的引力波表现出记忆效应。此外，我们计算1PN准确的振幅校正GW偏振态的双曲非自旋紧密双星在一个完全参数化的方式，并与现有的波形进行初步比较。
2014-12-04 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic orbits around spinning supermassive black holes. Secular evolution to 4.5 post-Newtonian order
本文导出了恒星质量天体绕旋转大质量黑洞运行时轨道根数的长期演化。我们使用后牛顿近似在调和坐标系中，与测试体运动方程的保守动力学是有效的，通过3PN顺序，包括自旋轨道，四极和（自旋）$^2$的影响，并与辐射反应的贡献是有效的，通过4.5PN顺序，包括4PN阻尼效应的自旋轨道耦合的质量中的线性。密切轨道根数的演化方程迭代到高PN阶，使用两个时间尺度的方法和平均轨道时间尺度。我们推导出一个终止轨道时，其卡特常数下降到临界值以下的标准，因此该机构暴跌在下一个最接近的方法在事件视界。结果对任意偏心率和任意倾角都是有效的。然后，我们数值分析通过周围星团内的相互作用注入到高偏心率轨道的物体的轨道，获得轨道的数量和注入和暴跌之间所经历的时间，以及作为倾角的函数的暴跌时的剩余轨道偏心率。我们推导出一个解析近似的时间暴跌的初始轨道变量。我们表明，如果黑洞是快速旋转的，在最后的轨道在暴跌之前的引力辐射通量可能会被抑制多达三个数量级，如果轨道是逆行的赤道平面相比，它的逆轨道。
2016-11-21 astro-ph.GA gr-qc
Memory effect from spinning unbound binaries
我们提出了一个最近开发的处方，以获得随时可用的引力波（GW）偏振态的双曲轨道上的自旋致密双星。我们包括领先阶自旋轨道相互作用，调用1. 5 PN精确的准开普勒参数化的轨道动力学的径向部分。我们还包括在相互作用过程中对$h_+$和$h_{\times}$的辐射反应效应。在GW信号从自旋二进制有证据的记忆效应，在两个极化，在非自旋的情况下，只有交叉极化表现出非零的振幅在无限的时间。我们还计算了1 PN-准确GW偏振态的非自旋紧密双星在未绑定轨道的完全参数化的方式，并将它们与现有的波形进行比较。
2014-10-24 astro-ph.HE gr-qc
On the comparison of results regarding the post-Newtonian approximate treatment of the dynamics of extended spinning compact binaries
本文简要回顾了迄今为止计算的两体系统后牛顿动力学的所有哈密顿量和有效势。提出了一种方法来比较（保守）约化的哈密顿与非约化的潜力，直接至少到下一个领先的pN阶。
2012-05-21 gr-qc
The three body first post-Newtonian effects on the secular dynamics of a compact binary near a spinning supermassive black hole
在星系核内的超大质量黑洞（SMBH）附近形成的双星黑洞（BBH）会受到SMBH引力扰动的偏心率激发，从而更有效地合并。本文研究了三重体系中三体第一后牛顿效应与SMBH自旋效应的耦合。我们扩展了以前的工作，包括德西特旋进和Lense-Thirring旋进之间的耦合从SMBH自旋。这种耦合既包括内轨道角动量的进动，也包括外轨道角动量的Runge-Lenz矢量在一般参考系中的进动。我们发现，在未来的LISA检测的（最大）偏心率的变化，在相邻的Kozai-Lidov周期由于自旋效应。我们关于三体系统中三体1 PN效应耦合的一般性论点可以推广到任何其他情况，只要外轨道平面发生演化。
2020-10-19 astro-ph.HE gr-qc
Analytical determination of the periastron advance in spinning binaries from self-force computations
本文首次对旋转黑洞的近星点推进进行了（保守）引力自作用力修正的解析计算。我们的结果是精确到二阶的转动参数和通过9.5后牛顿水平。它已被获得作为修正的圆形极限的陀螺仪进动不变量沿轻微偏心赤道轨道的克尔时空。后一个结果也是新的，我们在这里只预测相应的后牛顿展开的前几项。
2019-07-23 gr-qc
Second post-Newtonian Lagrangian dynamics of spinning compact binaries
自旋紧密双星的后牛顿拉格朗日方程中包含了首阶自旋轨道耦合，该方程由牛顿项、第一后牛顿非自旋项（1 PN）和2 PN非自旋项以及2 PN自旋-自旋耦合组成.这使得在导出的哈密顿量中出现了3 PN自旋-自旋耦合。自旋-自旋耦合是导致哈密顿量混沌的主要原因。然而，与等价于2 PN自旋-自旋拉格朗日量的2 PN自旋-自旋哈密顿量相比，3 PN自旋-自旋哈密顿量较小并且具有不同的符号。结果表明，在不考虑自旋轨道耦合的情况下，拉格朗日方程出现混沌的概率比考虑自旋轨道耦合的情况下大。数字证据支持这一主张。
2016-04-22 gr-qc
Post-newtonian analysis of precessing convention for spinning compact binaries
利用牛顿轨道角动量${\bf L_{\rm N}}$构造的进动源坐标系可以用来模拟一般自旋致密双星的内旋引力波。这种旋进惯例的一个吸引人的特征是它能够从轨道相位演化中去除所有自旋旋进引起的调制。然而，这种约定通常采用后牛顿（PN）精确的岁差方程，适用于PN精确的轨道角动量${\bf L}$，以发展基于${\bf L_{\rm N}}$的岁差源框架。这影响了我们开发的inspiral波形自旋致密双星的进动公约，明确采用${\bf L}$来描述的二进制轨道。我们的方法介绍了某些额外的3PN阶项的轨道相位和频率的演化方程相对于通常的${\bf L_{\rm N}}$为基础的实施的旋进公约。我们检查这些额外的条款的实际影响，通过计算采用${\bf L}$和${\bf L_{\rm N}}$为基础的处理约定的inspiral波形之间的匹配。匹配估计被发现是小于最佳值，即$0.97$，为一个不可忽略的部分不等质量自旋致密双星。
2015-08-05 gr-qc
An improved effective-one-body Hamiltonian for spinning black-hole binaries
在最近的一篇论文中，我们计算了弯曲时空中自旋测试粒子的正则哈密顿量，在粒子自旋的线性阶上，我们计算了自旋黑洞双星的改进的有效单体（EOB）哈密顿量.与前面的描述一样，我们不仅赋予有效粒子质量m，而且赋予其自旋S*。因此，有效粒子与有效克尔背景（具有自旋S_Kerr）通过测地线型相互作用和与S* 成比例的附加自旋相关相互作用。当展开到后牛顿（PN）阶时，对于任意质量比，EOB哈密顿量再现了自旋-自旋耦合和自旋-轨道耦合到2.5PN阶。此外，它再现了测试粒子极限下的所有自旋轨道耦合。与试验粒子极限情况类似，当我们将EOB动力学限制为与轨道角动量对齐或反对齐的自旋时，EOB动力学具有几个有趣的特征，例如存在最内层稳定的圆形轨道，光子圆形轨道，以及在螺旋后的暴跌期间轨道频率的最大值。这些性质对于再现旋转黑洞双星的动力学和引力波发射至关重要，正如数值相对论模拟所计算的那样。
2010-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Gravitational-wave-driven tidal secular instability in neutron star binaries
我们报道了在中子星双星中存在引力波驱动的长期不稳定性，作用于平衡潮汐。这种不稳定性类似于经典的简正模不稳定性，当主星的自旋超过伴星的轨道频率时，这种不稳定性就会活跃。将中子星建模为牛顿n=1的多面体，我们计算了不稳定的时间尺度，在小的轨道间隔下可以低至几秒，但仍然大于螺旋时间尺度。对轨道和自旋演化的影响也进行了简要的探讨，发现不稳定性减缓了内旋，降低了恒星的自旋。
2019-09-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravity Waves, Chaos, and Spinning Compact Binaries
在两体系统的后牛顿展开式中，自旋紧双星被证明是混沌的。混沌的定义是对初始条件的极端对初始条件的敏感性，以及随之而来的无法预测演化结果。因此，自旋对在合并期间将具有不可预测的引力波形。这对未来的重力波观测站提出了挑战，因为它们依赖于数据和理论模板之间的匹配。
2000-05-05 astro-ph chao-dyn gr-qc
Inspiral waveforms for spinning compact binaries in a new precessing convention
通常使用基于牛顿轨道角动量${\bf L}_{\rm N}$的进动约定来模拟一般旋转致密双星的螺旋引力波。这种进动惯例的一个关键特征是它能够从轨道相位演化中去除所有自旋进动引起的调制。然而，这种约定通常采用后牛顿（PN）精确的岁差方程，适用于PN精确的轨道角动量${\bf L}$，以发展基于${\bf L}_{\rm N}$的岁差源框架。这促使我们在旋进惯例中开发出旋转致密双星的螺旋波形，该惯例明确使用${\bf L}$来描述双星轨道。我们的方法介绍了某些额外的3PN阶项的轨道相位和频率演化方程相对于通常的${\bf L}_{\rm N}$为基础的实现的旋进公约。通过计算采用${\bf L}$和基于${\bf L}_{\rm N}$的处理约定的螺旋波形之间的匹配来探索这些附加项的含义。我们发现，匹配估计是小于最佳值，即0.97，对于一个不可忽略的部分不等质量旋转致密双星。
2016-06-06 gr-qc
Highly Eccentric Kozai Mechanism and Gravitational-Wave Observation for Neutron Star Binaries
Kozai机制可以缩短内偏心双星发射引力波（GWs）的合并时间，并已用平均短期轨道公转的久期理论得到了定性解释.然而，在长期理论中，平均操作会过度限制内近心点距离的最小值。与传统的预测相比，偏心内双星的实际演化可能伴随着（i）其近心通道附近脉冲状引力波的特征频率更高，（ii）其最终内旋相位的剩余偏心率更大。这些发现对于即将到来的先进探测器的GW天文学非常重要。
2013-07-17 astro-ph.CO gr-qc
Transition from inspiral to plunge in precessing binaries of spinning black holes
我们研究了自旋黑洞双星的非绝热动力学，通过使用一个完整的辐射-反作用力的分析哈密顿量，包含自旋耦合，这符合已知的准圆轨道上的能量和角动量损失率。我们考虑一个简单的后牛顿扩展的哈密顿量（包括自旋依赖项），和一个版本的有效的单体方法定义的图解后牛顿哈密顿量。我们重点讨论了自旋项对动力学和波形的影响。我们计算了在最后的螺旋和暴跌阶段释放的能量和角动量。对于等质量的双星，当使用更可靠的有效单体动力学时，发现在40 Hz和超过我们的分析处理变得不可靠的频率之间释放的能量为：反对齐的最大自旋黑洞为0.6% M，对齐的最大自旋黑洞为5% M，非自旋配置为1.8% M。为了证实以前的结果，我们发现，对于所考虑的所有双星，无量纲旋转参数J/E^2在螺旋的末端总是小于1，因此克尔黑洞可以在螺旋阶段之后立即形成。通过匹配准正常模式衰荡的最后一个可靠的阶段的暴跌，我们构建完整的波形近似描述的引力波信号发射的整个过程中的旋进双星的旋转黑洞。
2005-08-16 gr-qc
Post-Newtonian accurate parametric solution to the dynamics of spinning compact binaries in eccentric orbits: The leading order spin-orbit interaction
本文导出了在偏心轨道上运动的自旋紧双星的后牛顿（PN）精确保守动力学解的开普勒型参数化。我们考虑的PN精确动力学由第三类后牛顿精确保守轨道动力学组成，它们受首阶自旋效应的影响，即首阶自旋-轨道相互作用.该表示的轨道要素明确给出的保守轨道能量，角动量和一个数量，表征领先的顺序自旋轨道相互作用在Arnowitt，Deser和Misner型坐标。我们的参数解适用于以下两种不同的情况：（i）双星由质量相等的致密物体组成，具有两个任意自旋，（ii）双星由任意质量的致密物体组成，其中只有一个以任意自旋旋转。作为我们的参数化的一个应用，我们提出了引力波偏振，其振幅被限制在领先的四极阶，适合于描述引力辐射从旋转的紧密双星偏心轨道上移动。目前的参数化将需要建设“随时可用”的参考模板引力波从旋转致密双星在吸气偏心轨道。我们的参数解后牛顿精确的保守动力学的自旋紧密双星清楚地表明，考虑的情况下，在这些系统中没有混乱。最后，我们注意到，我们的参数化提供了第一步，在推导出一个完整的第二后牛顿准确的“定时公式”，这可能是有用的相对论性的双恒星J 0737 -3039的射电观测。
2005-01-05 gr-qc
Evolution of small-mass-ratio binaries with a spinning secondary
我们计算的演化和引力波发射的旋转紧凑的对象吸入一个更大的质量（非旋转）黑洞。我们扩展了我们以前的模型为非自旋二[物理修订版D 93，064024]，包括Mathisson-Papapetrou-Dixon自旋曲率力。对于自旋对齐的二进制文件，我们计算的失相的inspiral和相关的波形相对于模型，不包括自旋曲率的影响。我们发现这种失相可以是正的或负的，这取决于初始分离的二进制。对于自旋和轨道角动量不平行的双星，轨道平面进动，我们使用更一般的密切元素处方来计算吸气。
2017-08-11 astro-ph.HE gr-qc
Accurate inspiral-merger-ringdown gravitational waveforms for non-spinning black-hole binaries including the effect of subdominant modes
本文给出了一个解析波形族，它描述了非自旋黑洞双星的涡卷、合并和衰荡过程中的引力波，包括几种非四极模[（$\ell = 2, m = \pm 1), (\ell = 3, m = \pm 3), (\ell = 4, m = \pm 4)$和$(\ell = 2, m=\pm2)$除外）]的影响.我们首先构建自旋加权球谐模的混合波形匹配的数值相对论模拟（与质量比$1-10$）描述后期inspiral，合并和衰荡的二进制后牛顿/有效的一体波形描述早期inspiral。通过对混合波形的傅里叶变换进行建模，利用微扰计算得到的解析函数，在频域中构造解析波形族。由此产生的高精度，即用型波形是高度忠实（不忠实$\simeq 10^{-4} - 10^{-2}$）的观察GW从非旋转黑洞二进制和非常便宜的生成。
2017-08-11 gr-qc
A quasi-physical family of gravity-wave templates for precessing binaries of spinning compact objects: Application to double-spin precessing binaries
由两个质量相当的旋转致密天体组成的进动双星在绝热螺旋过程中发射的引力波形，在后牛顿近似下进行评估，可以通过将两个自旋之一设置为零而获得的波形相当准确地再现，至少对于地基引力波干涉仪的检测来说。本文提出用这种准物理的单自旋模板族搜索双自旋进动双星发射的信号，发现它对[3，15]Msun × [3，15]Msun中的源质量（m1，m2）的信号匹配性能是令人满意的。对于这个质量范围，使用LIGO-I设计灵敏度，我们估计产生0.97的最小匹配所需的模板数量约为320，000。我们还讨论了单自旋模板族可以用来估计原始双自旋进动双星的参数的精度。
2006-07-26 gr-qc
Actions of spinning compact binaries: Spinning particle in Kerr matched to dynamics at 1.5 post-Newtonian order
本文推导了Kerr时空中旋转测试粒子的规范不变作用量公式，并将其与1.5PN阶双星动力学匹配，建立了连接大质量比极限与有限质量比极限的规范不变字典。
2025-05-23 gr-qc
Spin supplementary conditions for spinning compact binaries
本文研究了自旋轨道相互作用为首阶的致密自旋双星系统的不同自旋补充条件。在两种SSC情况下，可以构造出双星系统的拉格朗日量，但它依赖于加速度。我们改写了Ostrogradsky提出的广义Hamilton形式，计算了每个SSC在引力辐射过程中的守恒量和相对运动的耗散部分.我们给出了SO动力学的轨道根数和观测量，如能量和轨道角动量损失和波形，并讨论了它们与SSC的关系。
2017-03-24 gr-qc
First Law of Mechanics for Spinning Compact Binaries: Dipolar Order
基于Iyer和Wald的Noether电荷形式，我们导出了一个允许Killing矢量场的时空变分公式，用于具有紧支撑的一般能量动量分布。应用这一一般结果的特殊情况下，一个旋转的紧凑的物体沿着一个精确的圆形轨道，使用多极引力骨架形式主义建模的二进制系统，我们推导出第一定律的紧凑的二进制力学偶极顺序。我们证明了这个新的结果与先前推导的自旋致密物体的二进制系统的正则哈密顿第一定律的等价性，自旋与轨道角动量共线。本文铺平了道路的二元力学第一定律的扩展到下一个四极阶，从而占自旋引起的和潮汐引起的变形的致密体。
2022-02-18 gr-qc
Third post-Newtonian angular momentum flux and the secular evolution of orbital elements for inspiralling compact binaries in quasi-elliptical orbits
利用多极后闵可夫斯基波生成方法计算了在准椭圆轨道上运动的紧凑天体的螺旋双星系统的角动量通量。3PN角动量通量包括瞬时、尾和尾中尾对3PN能通量的贡献，此外还有非线性记忆的贡献。我们平均的角动量通量的二进制的轨道使用3PN准开普勒表示的椭圆轨道。平均角动量通量提供了在准椭圆轨道上运动的双星的引力波定相所需的最终输入。在准椭圆情形下，得到了3PN引力辐射反应下轨道根数的演化。对于小的偏心率，我们给出了简单的限制表达式有关逐步阶$e^2$。这项工作是很重要的准偏心双星的模板建设，并为后牛顿的结果与数值相对论模拟的暴跌和合并的偏心双星的比较。
2009-12-16 gr-qc
Spin and quadrupolar effects in the secular evolution of precessing compact binaries with black hole, neutron star, gravastar, or boson star components
讨论了偏心轨道上含有重力星、黑洞、中子星或玻色子星的进动双星。我们推导出长期的演化方程，第二后牛顿阶精度，领先的顺序自旋轨道，自旋自旋，和质量四极矩的贡献。新兴的封闭系统的一阶微分方程演化的极角和方位角的自旋和轨道角动量矢量与近星点角。世俗的动力是自主的。我们确认数值，长期的演变看起来像平滑的瞬时演变在时间尺度上的辐射反应是可以忽略不计的。自旋极角的长期演化和它们的方位角的差产生一个封闭的子系统。我们研究分析这个系统的特殊情况下，一个自旋占主导地位的其他和黑洞玻色子星双星的质量相等。在第一种情况下，当较大的自旋几乎与轨道共面时，复制较小自旋的已知大触发器。我们还发现了新的，四极诱导的触发器发生时，中子星与主导自旋有一个四极参数$w_1\approx 3$。最后，通过比较黑洞伴星是引力星、另一个黑洞和一个质量相同的玻色子星的情况，数值分析了自旋角的演化。我们发现，当伴星是一个黑洞时，触发器的振幅和周期都是最大的。在玻色子伴星的情况下，触发器的频率显着增加。此外，虽然在引力星和黑洞的情况下，摆动型的方位角演化发生，与组件的自旋周期性地相互超越，它们的序列是保守的，当同伴是玻色子星。
2022-10-01 gr-qc
Spinning Black Binaries in de Sitter space
本文在正宇宙学常数广义相对论中构造同向与反向自旋的稳态旋转黑洞双星，揭示无物质理论的连续非唯一性，并为双星并合提供初始数据。
2024-06-14 gr-qc hep-th
Time-domain inspiral templates for spinning compact binaries in quasi-circular orbits described by their orbital angular momenta
提出了一种计算沿准圆轨道旋转的致密双星的时域引力波（GW）偏振态的方法。我们调用轨道角动量$\vek L$，而不是它的牛顿对应物$\vek L_{\rm N}$来描述的双轨道，而两个自旋矢量是自由指定的惯性系与初始方向的总角动量。我们表明，使用$\vek L$来描述的轨道导致额外的1.5PN阶振幅贡献的两个GW的偏振态相比，基于$\vek L_{\rm N}$的方法，并讨论我们的方法的一些影响。此外，我们提供了一个合理的处方GW相位的基础上，一些理论的考虑，这可能被视为自然的圆形限制GW相位的自旋紧凑型双星在吸气偏心轨道[Gopakumar A和Sch{ä}fer G 2011 { \em物理修订D} { \bf 84} 124007]。
2014-02-07 gr-qc
Dissipation in extreme-mass ratio binaries with a spinning secondary
本文给出了具有自旋次级星系的极端质量比双星的引力波通量平衡定律。这个定律将辐射到零无穷远并穿过事件视界的能量（角动量）通量与克尔时空中一般（非共振）束缚轨道的次级轨道能量（角动量）的局部变化联系起来。作为一个明确的例子，我们计算这些量的自旋对齐的身体周围的史瓦西黑洞的圆形轨道上移动。我们执行此计算分析，通过高阶后牛顿展开，并在两个不同的计量数值。利用这些结果，我们明确证明了我们的新平衡定律成立。
2020-02-25 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
Periastron Advance in Spinning Black Hole Binaries: Gravitational Self-Force from Numerical Relativity
利用数值相对论模拟、后牛顿近似和黑洞微扰理论，研究了自旋与轨道角动量成一直线或反一直线的准圆轨道上自旋黑洞双星的广义相对论近星点推进.通过交换物体的标签来施加对称性，我们设计了微扰结果的改进版本，并将其用作对称质量比幂的新型展开的主导项。这使我们能够第一次测量到引力自作用力对非自旋粒子在质量为M、自旋S = -0.5 M^2的克尔黑洞中的近星点推进的影响，直到9 M量级。将我们改进的微扰膨胀的预测与等质量等自旋双星的数值模拟的精确结果进行比较，我们发现在很宽的自旋和轨道间隔范围内有显著的一致性。
2013-11-29 gr-qc
Resurvey of order and chaos in spinning compact binaries
本文主要致力于应用不变的、快速的、李雅普诺夫指示器来澄清以前文献中关于在广义相对论的二阶后牛顿近似下自旋致密双星中混沌的明显矛盾的结果的一些疑问。它示出了一些例子，没有一个单一的物理参数或初始条件可以被描述为负责引起混沌，但所有的参数和初始条件的复杂组合是负责。换句话说，混沌对每个参数或初始条件的依赖性一般不能找到一个普遍的规则。混沌并不仅仅依赖于质量比，最大自旋并不一定带来最强的混沌效应。此外，当初始自旋矢量几乎垂直于轨道平面时，混沌并不总是变得剧烈，并且自旋的对齐本身不能触发混沌。
2010-04-29 gr-qc
Constraining the dark energy equation of state using LISA observations of spinning Massive Black Hole binaries
大质量黑洞（MBH）双星的引力波信号可以作为测量宇宙学参数的标准警报。未来的空间引力波观测站激光干涉仪空间天线（LISA）将探测多达100个这样的事件，提供非常精确的光度距离测量。为了限制宇宙学参数，我们还需要测量合并的星系（或星系团）的红移。这就需要确定一个独特的电磁事件与二进制合并。然而，假定的电磁特征可能太弱而无法观察到。相反，我们在这里研究的可能性，约束宇宙学参数之间的统计一致性，在几十个低红移（z<3）事件的测量误差框内检测到的所有可能的主机。我们构建MBH人口合并树实现的暗物质层次在LambdaCDM宇宙中，我们使用的数据从千年模拟模拟LISA错误框中的星系分布模型。我们表明，假设所有其他的宇宙学参数是已知的，参数w描述的暗能量状态方程可以被限制到4-8%的水平（2西格玛误差），竞争与当前的不确定性获得的Ia型超新星测量，提供一个独立的测试我们的宇宙学模型。
2011-02-03 astro-ph.CO gr-qc
Comparison between numerical-relativity and post-Newtonian waveforms from spinning binaries: the orbital hang-up case
我们比较的结果从数值模拟的自旋二进制的“轨道悬挂”的情况下，二进制完成至少9个轨道合并前，与后牛顿的结果使用近似泰勒T1，T4和Et。我们发现，在引力波频率达到$Mω= 0.1$之前的10个周期内，NR和2.5PN结果之间的累积相位差小于3弧度，当使用3.5PN结果时小于2.5弧度。随着黑洞自旋的增加，NR结果和限制PN结果之间的振幅不一致性增加，从等质量情况下的约6%增加到黑洞自旋为$S_i/M_i^2 = 0.85$时的12%。最后，我们的结果表明，合并波形将发挥重要作用，估计自旋从这样的inspiral波形。
2008-11-26 gr-qc
Modeling gravitational recoil from precessing highly-spinning unequal-mass black-hole binaries
我们测量了不等质量黑洞-双星合并的引力反冲，其中较大的黑洞具有自旋a/m^H=0.8，较小的黑洞不自旋。我们选择我们的配置，使得最初，自旋位于轨道平面上。自旋和轨道平面明显进动，我们发现面外反冲（即垂直于合并周围轨道平面的反冲）随η^2 /（1+q）变化，与我们之前基于后牛顿标度的预测一致。
2009-03-18 astro-ph gr-qc
Evolutions of Nearly Maximally Spinning Black Hole Binaries Using the Moving Puncture Approach
我们证明了基于移动穿刺形式主义的数值相对论代码能够进化出几乎最大限度地旋转的黑洞二进制文件。我们比较了一个新的进化的等质量，对齐自旋二进制与无量纲自旋chi=0.99使用基于穿刺的数据与最近的模拟SXS合作。我们发现我们的新波形与SXS协作发布的结果的重叠大于0.999。为了生成我们的新波形，我们使用了最近引入的HiSpID穿刺数据，CCZ4进化系统和修改后的失效条件，有助于保持视界半径相当大。
2017-08-08 astro-ph.HE gr-qc
Self-consistent effective-one-body theory for spinning binaries based on post-Minkowskian approximation
本文将基于后闵可夫斯基近似的无自旋双星自洽有效单体理论推广至自旋黑洞双星，构造了有效旋转度规与改进哈密顿量，求得引力微扰Weyl张量分量的解耦方程与形式解，并给出了辐射反作用力和引力波波形表达式。
2024-09-25 gr-qc
Complete gravitational-waveform amplitude modes for quasi-circular compact binaries to the 3.5PN order
我们完成了非自旋致密双星的引力波形振幅的计算，在准圆形的情况下，第三个半后牛顿（PN）的顺序。这是通过执行振幅的自旋加权球谐分解来完成的。该计算使用后牛顿-多极-后闵可夫斯基形式主义来实现。振幅模式以PN扩展的方式以及适合于EOB模板构建的因子分解形式写入。结合前人的工作，我们在补充材料中给出了3.5PN阶非旋进准圆双星的包含所有非旋进和旋进效应的模的表达式。
2022-11-29 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
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
Gravitational Waves from Spinning Compact Binaries
由快速旋转的致密物体组成的双星系统，如黑洞或中子星，是引力波天文学家的主要目标。由于自旋-轨道和自旋-自旋耦合，这些系统的动力学可能非常复杂。关于动力学的性质，已经提出了相互矛盾的结果。在这里，我们证实，动力学-所描述的第二个后牛顿近似广义相对论-是混乱的，尽管声称相反。当考虑高阶辐射反应项的耗散时，混沌得到抑制。然而，在轨道演化接近尾声时发生的吸气到俯冲的转变确实保留了混沌行为的印记。
2002-07-02 astro-ph gr-qc
Spinning-black-hole binaries: The orbital hang up
本文首次对高速旋转的黑洞双星系统的动力学进行了全非线性数值研究。我们从准圆轨道演化双星（从后牛顿理论推断），并发现黑洞双星的轨道运动的最后阶段深刻地影响其各自的自旋。为了清楚地显示它的影响，我们考虑两个质量相等的黑洞，它们各自的自旋参数为S/m^2=0.757，它们都与轨道角动量成直线或反直线（并与无自旋的情况进行比较），初始轨道周期为125 M。我们发现，对齐的情况完成了三个轨道，并且在反对齐的情况（完成了不到一个轨道）之后显着合并。前一种情况下的总辐射能量约为7%，而后一种情况下的总辐射能量仅为2%。最后的克尔洞残余物的旋转参数分别为a/M=0.89和a/M=0.44，这表明两个旋转的黑洞合并后不可能产生最大旋转的黑洞。
2006-07-28 astro-ph gr-qc
Orbital evolution for extreme mass-ratio binaries: conservative self forces
研究了极端质量比进气道的引力自作用力的守恒退相效应。长期和非长期的保守效应可能有一个显着的影响LISA波形是独立的系统的质量比。这种效应需要包括在生成的波形中，以允许精确的引力波天文学，这需要长达一年的积分时间。
2007-01-02 gr-qc
Detecting gravitational waves from precessing binaries of spinning compact objects. II. Search implementation for low-mass binaries
检测模板族（DTFs）的建立，以捕捉真正的重力波形的基本特征，使用一个小的唯象波形参数集。Buonanno，Chen和Vallisneri [Phys. Rev. D 67，104025（2003）]提出了“BCV 2”DTF，用于对来自紧凑恒星天体的进动双星的信号进行计算有效的搜索。在这里，我们测试的BCV 2 DTF的信号匹配性能的非对称的质量比的二进制文件，特别是双黑洞二进制文件的组件质量（m1，m2）：（6~ 12 Msun，1~ 3 Msun），和黑洞中子星二进制文件的组件质量（m1，m2）=（10 Msun，1.4 Msun），我们采取所有的黑洞最大自旋。我们发现一个令人满意的信号匹配性能，拟合因子平均在0.94和0.98之间。我们还范围出的区域的BCV 2参数需要基于模板的搜索，我们评估的模板匹配度量，我们讨论了模板放置策略，我们估计的模板数量需要在LIGO设计的灵敏度搜索。此外，在获得更多的洞察力的自旋-轨道进动的动力学，我们提出了一个修改的BCV 2 DTF的参数化的物理（而不是唯象）参数。我们测试了这个修改后的“BCV 2 P”DTF（10 Msun，1.4Msun）黑洞-中子星系统，发现与BCV 2 DTF相当的信号匹配性能，以及对目标二元量（如啁啾质量和张开角（黑洞自旋和轨道角动量之间的角度））的可靠参数估计能力。
2005-08-16 gr-qc
Spin effects in gravitational radiation backreaction III. Compact binaries with two spinning components
本文分析了偏心轨道上自旋大质量双星系统的长期演化，扩展和推广了我们以前对Lense-Thirring运动和单自旋极限的处理。自旋-轨道和自旋-自旋效应被认为是3/2后牛顿秩序，无论是在运动方程和辐射损失。根据真实异常参数化对轨道的描述提供了一种基于留数定理的偏心轨道上的简单平均技术。描述自旋和轨道角动量相对取向的角变量的演化方程揭示了偏心率的加速效应。相关的动力学和角度变量的耗散演化的形式提出了一个封闭的系统的微分方程。
1998-08-24 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
Gravitational field and equations of motion of spinning compact binaries to 2.5 post-Newtonian order
我们推导出自旋轨道耦合效应对引力场的影响以及在广义相对论的2.5后牛顿近似下紧双星的运动方程，自旋效应首次出现的地方超出了一个PN阶。我们的方法是基于Blanchet，Faye，和Ponsot，谁使用后牛顿度量有效的一般（连续）流体和代表点状紧凑的对象与δ函数应力能量张量，正则化发散项采取阿达玛有限的一部分。为了获得后牛顿自旋效应，我们使用了贝利和伊斯雷尔引入的不同的δ函数应力-能量张量。在未来的论文中，我们将使用2.5PN运动方程的自旋机构推导引力波光度和相位演化的双inspirals，这将是有用的，在构建匹配滤波器的信号分析。本文导出的引力场可为双黑洞合并的数值演化提供初始数据。
2000-10-04 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
Template banks to search for compact binaries with spinning components in gravitational wave data
来自合并致密双星的引力波是LIGO、Virgo和GEO600等探测器最有前途的来源之一。如果双星的组成部分具有显著的角动量（自旋），就像其中一个组成部分是黑洞一样，自旋引起的双星轨道平面的进动会导致引力波振幅和相位的调制。如果在匹配滤波器搜索中使用的模板不能准确地模拟这些效应，则灵敏度和检测率将降低。我们调查的能力，几个搜索管道检测引力波，从紧凑的双星自旋。我们使用后牛顿近似模型的螺旋相位的信号和构造两个新的模板银行使用的现象学波形的Buonanno，陈和Vallisneri。我们比较这些模板银行的性能，银行使用固定相近似的非旋转后牛顿inspiral波形目前使用的LIGO和处女座在寻找紧凑的二进制聚结。我们发现，在相同的误报率，使用现象学模板的搜索管道是没有更有效的管道使用非旋转模板。我们建议继续使用非旋转固定相模板库，直到与包括旋转效应的模板相关的虚警率可以显著降低。
2009-04-10 gr-qc
Estimating the parameters of non-spinning binary black holes using ground-based gravitational-wave detectors: Statistical errors
（摘要）：我们评估的统计误差估计非自旋黑洞双星的参数使用地面引力波探测器。虽然过去的评估仅基于合并信号的inspiral/ring-down片段，但最近在分析和数值相对性方面的进展使我们能够使用“完整”的inspiral合并-ring-down波形进行更准确的预测。我们采用Fisher矩阵形式主义来估计如何准确的源参数将使用一个单一的干涉仪以及网络的干涉仪测量。这些估计值进一步通过蒙特卡罗模拟进行验证。我们发现，在总质量M > 20 Msun的双星中，完整波形的参数精度通常明显优于仅螺旋波形的参数精度。对于Advanced LIGO探测器的情况，参数估计在M=100-200 M_sun范围内最准确。对于M=100M_sun的系统，测量总质量和对称质量比的误差与螺旋波形相比减少了一个数量级或更多。对于位于光度距离d_L并使用Advanced LIGO-Advanced Virgo网络观察的双星，天空位置误差在整个天空中变化很大：对于d_L=1Gpc的M= 100 M_sun系统，这种变化范围为~0.01平方度到1平方度，平均值为~0.1平方度。这比在这个质量范围内的螺旋波形的平均天空位置精度好40倍以上。在d_L=1Gpc时，低质量双星的d_L估计误差约为43%，高质量双星的d_L估计误差约为23%。
2009-04-21 astro-ph.CO gr-qc
Detecting gravitational waves from precessing binaries of spinning compact objects: Adiabatic limit
在准圆轨道上运行的黑洞双星（BH）是第一代地基引力波探测器最有希望的来源之一，其质量为m=5- 20 Msun。到目前为止，数据分析技术的发展，以检测这些来源的GWs主要集中在nonspinning BH。自旋情况下的数据分析问题是复杂的必要性，以模拟岁差引起的调制的GW信号，并通过大量的参数需要表征系统，包括初始方向的自旋，和相对于GW检测器的二进制的位置和方向。在本文中，我们考虑最大自旋黑洞的二进制文件，我们在绝热-inspiral制度中工作，以建立调制检测模板的家庭，（i）是非常少的物理和唯象参数的函数，（ii）模型非常好的动力学和岁差效应对GW信号的影响，平均拟合因子>~ 0.97，但（iii）可能需要增加检测阈值，至少部分抵消了拟合因子的增益。我们的检测模板家庭也是相当有前途的中子星黑洞双星的情况下，平均〜 0.93的拟合因子。对于这些二进制文件，我们还建议（但不测试）进一步的模板家庭，这将产生基本上精确的波形直接写入的物理自旋参数。
2006-07-26 gr-qc
Searching for gravitational waves emitted by binaries with spinning components
本论文研究了探测螺旋双星系统发射的引力波的数据分析问题。对引力波的探测将为宇宙打开一扇新的窗口，使人们能够首次直接探测到双星黑洞等系统。在第一章中，我们展示了如何从爱因斯坦的广义相对论导出引力波，并讨论了吸入双星的引力波发射以及如何使用激光干涉仪检测这种辐射。大约三分之二的恒星存在于双星系统中。当它们围绕彼此运行时，它们将以引力波的形式发射能量和角动量，这将不可避免地导致它们的螺旋式运动和最终的合并。到目前为止，对双星系统内旋过程中发射的引力波的研究主要集中在非自旋系统上。在第2章中，我们详细介绍了第一次专门搜索的双星组成的旋转恒星质量紧凑的对象。我们分析了LIGO探测器第三次科学运行（S3）期间收集的788小时数据，没有探测到引力波，我们对恒星质量双星的合并率设定了上限。恒星质量致密物体进入超大质量黑洞的螺旋将辐射引力波，其频率可由计划中的天基LISA任务检测到。在第3章中，我们描述了一种计算成本低的方法的开发和测试，以检测LISA将敏感的最大声的少数极端质量比螺旋事件。
2010-02-09 gr-qc
Evolutions of unequal mass, highly spinning black hole binaries
我们演化出一个二元黑洞系统，其质量比为$q=m_1/m_2=2/3$，自旋分别为$S^z_1/m_1^2=0.95$和$S^z_2/m_2^2=-0.95$，其中大黑洞的自旋与轨道角动量$L^z$反对齐，小黑洞的自旋与$L^z$对齐。这种配置被选择来测量非旋进双星的残余黑洞的最大反冲。我们发现残余黑洞的反冲速度为500 km/s，这是数值模拟所记录的最大值。残余质量、自旋和重力波形峰值亮度和频率也为源建模提供了参数空间中的有价值的点。
2017-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
