Secular momentum transport by gravitational waves from spinning compact binaries
本文给出了一个封闭的一阶耦合微分方程组，该方程组描述了由发射的引力波引起的紧致双星系统的长期线性动量损失，其中包含了首阶相对论和自旋轨道扰动。为了封闭系统，从耗散动力学导出的线性动量的长期演化方程被补充以从保守动力学导出的耦合角变量的长期演化。
2010-05-11 astro-ph.CO gr-qc
Secular evolution of compact binaries revolving around a spinning massive black hole
在1.5后牛顿（PN）展开下，通过与内、外轨道角动量的耦合，得到了遥远超大质量黑洞（SMBH）自旋对绕其旋转的致密双星轨道的首阶效应，与非周期性轨道引起的Kozai-Lidov动力学相比，旋转SMBH。
2019-01-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
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
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
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
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
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
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
PRECESSION: Dynamics of spinning black-hole binaries with python
我们提出的数字代码PRECESSION：一个新的开源Python模块，研究进动黑洞二进制在后牛顿政权的动力学。该代码提供了一个全面的工具箱，（一）研究黑洞自旋沿其进动周期的演变，（二）执行引力波驱动的二进制inspirals使用轨道平均和岁差平均积分，和（iii）预测合并残留物的性质，通过拟合公式从数值相对论模拟。PRECESSION是一个随时可用的工具，可将黑洞自旋动力学添加到更大规模的数值研究中，如引力波参数估计代码、预测引力波事件率的总体合成模型、星系合并树和结构形成的宇宙学模拟。PRECESSION提供了快速可靠的积分方法，将黑洞双星的统计样本从它们形成的大间隔传播到它们变得可检测的小间隔，从而将旋转黑洞双星的引力波观测与它们的天体物理形成历史联系起来。该代码也是一个有用的工具，计算初始参数的数值相对论模拟针对特定的进动系统。PRECESSION可以从Python包索引安装，它在Github上的版本控制下免费分发，在那里提供了进一步的文档。
2017-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Nonspinning searches for spinning binaries in ground-based detector data: Amplitude and mismatch predictions in the constant precession cone approximation
目前通过地面引力波探测器进行的紧密双星合并搜索，为了简单起见，假设两个天体不旋转。如果双星包含具有显著自旋的致密物体，那么这可以降低这些搜索的灵敏度，特别是对于黑洞-中子星双星。在本文中，我们调查的影响，忽略岁差的灵敏度搜索自旋二进制使用非自旋波形模型。我们证明了在AdvancedLIGO的敏感波段，双星的轨道角动量和它的总角动量之间的夹角近似为常数。在这种\emph{constant precession cone}近似下，我们发现引力波相位以两种方式调制：由于岁差而导致的引力波相位的长期增加和围绕长期增加的振荡。我们表明，这种长期的演变发生在三个方面，对应于物理上不同的明显的演变的二进制的岁差的视线。我们估计了\emph{any}非旋进模板模型和单个旋进信号之间的最佳可能拟合因子，在恒定旋进锥的限制下。我们的封闭形式的拟合因子的估计只依赖于带内进动锥的几何形状，它不显着依赖于二进制参数，检测器响应，或任何信号模型的细节。进动黑洞-中子星波形最不准确匹配的nonspinning波形对应于观察几何形状的进动锥扫描轨道平面反复跨越视线，在一个不利的偏振对齐。
2012-07-17 astro-ph.CO 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Minidisk Influence on Flow Variability in Accreting Spinning Black Hole Binaries: Simulations in Full General Relativity
我们进行磁流体动力学模拟吸积，等质量的二元黑洞在充分的广义相对论专注于自旋和minidisk的吸积率和坡印亭光度变化的影响。我们报告的结构的minidisks和周期性的质量的minidisks，质量吸积率，和坡印亭光度。吸积率表现出准周期性的行为，在我们研究的所有系统中的二进制的轨道频率，但这种调制的幅度是依赖于持久的minidisks的存在。特别是，系统被发现产生持久的minidisks有一个更弱的调制质量吸积率，表明minidisks可以增加流入时间的物质到黑洞，并抑制了准周期行为。这一发现对间隔较大的双星有潜在的影响，在这种情况下，迷你盘可能会大得多，并可能显着抑制周期性。
2022-10-27 astro-ph.GA 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
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
Gravitational bremsstrahlung from spinning binaries in the post-Minkowskian expansion
本文提出了一种新的计算方法，计算了两个任意自旋物体散射时辐射成引力波的四动量。我们的结果，这是准确的领导秩序在$G$，二次阶的自旋，并在速度的所有订单，来自使用Routhian为基础的世界线有效场论形式主义与电池的分析技术评估回路积分。虽然nonspinning二进制辐射动量只沿其相对速度的方向，我们表明，列入自旋一般允许在所有三个空间方向的动量损失。我们还验证了我们的辐射能量的表达式与后牛顿理论中最先进的计算中的重叠项一致。
2022-08-04 gr-qc hep-th
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
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
Generalized quasi-Keplerian solution for eccentric, non-spinning compact binaries at 4PN order and the associated IMR waveform
我们推导出与偏心、非旋转致密双星的保守动力学相关的开普勒型参数解的第四后牛顿（4PN）贡献。在计算解时忽略了由于4PN尾效应而产生的某些零平均振荡项。我们提供了明确的表达式参数的解决方案和各种轨道元素的守恒能量，角动量和对称质量比。正则微扰理论（连同Pade近似的技术）被用来将4PN非本地的时间尾效应的作用角的框架内。然后，我们采用由此产生的解决方案，以获得一个更新的吸气合并振铃（IMR）的波形模型的非旋转，适度偏心的黑洞二进制合并，受arXiv：1709.02007。我们更新的波形预期在与上述参考相似的参数范围内有效。我们还提出了一个相关的波形，它只使用后牛顿方程，因此只适用于螺旋阶段。该波形预期适用于比我们的完整IMR波形（其假设接近合并的二进制的圆化）大得多的偏心率范围（$e_t \lesssim 0.85$）。最后，我们进行初步的数据分析研究，探讨包括4PN的贡献的二元动力学的重要性，同时构建偏心合并的引力波形模板。
2022-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Symplectic structure of post-Newtonian Hamiltonian for spinning compact binaries
哈密顿系统的相空间是辛的。然而，在现有的出版物中的后牛顿哈密顿制定的自旋致密双星不具有这种性质，当位置，动量和自旋变量$[X, P, S_1, S_2]$组成其相空间。这为微扰理论在后牛顿公式推导中的应用提供了便利，但也使辛Hamilton系统的经典理论在应用中，特别是在从动力系统理论的角度诊断可积性和不可积性时成为一个严重的障碍。为了更好地理解二元系统的可积性和不可积性的动力学特征，我们构造了一组共轭自旋变量，并重新表示了自旋哈密顿量部分，从而使完整的哈密顿量表述成为辛的.其结果是，它直接显示了与最少的独立隔离积分，保守的哈密顿紧致二元系统的一个自旋和纯轨道部分的任何后牛顿阶通常是可积的，而不是混沌。由两个自旋限制在首阶自旋轨道相互作用和纯轨道部分组成的保守二元系统在所有后牛顿阶也是可积的，与质量比无关。对于所有其他各种旋转的情况，混沌的开始是可能的。
2010-04-26 gr-qc
Gravitational-Wave Astronomy with Inspiral Signals of Spinning Compact-Object Binaries
来自致密双星（黑洞和中子星）的螺旋信号是地基引力波干涉仪（LIGO、Virgo、GEO-600和TAMA-300）正在进行的搜索的主要目标。我们提出了参数估计模拟黑洞-中子星双星的吸气马尔可夫链蒙特卡罗方法。这是第一次，我们都估计了一个旋转组件的二进制inspiral源的参数，并确定了参数估计的准确性，与地面引力波探测器的模拟观测。我们证明，我们可以获得的距离，天空的位置，和二进制方向在更高的精度比以前建议的文献。对于具有足够自旋和两个或三个探测器的内旋的观测，我们发现在确定天空位置时的精度通常为几十平方度。
2008-08-02 astro-ph gr-qc
Performance of different correction maps in the extended phase-space method for spinning compact binaries
自LIGO/VIRGO团队首次探测到引力波以来，相关研究领域就引起了更多关注。自旋致密双星系统作为宽带激光干涉仪的引力波源之一，一直受到相关研究者的广泛关注。为了用匹配滤波技术分析引力波信号，需要可靠的数值算法。后牛顿天体力学中的自旋紧双星系统具有不可分的哈密顿量。扩展相空间算法是解决该问题的有效方法。在我们以前的工作中，我们已经开发了扩展相空间方法的校正映射，这显着提高了方法的精度和稳定性，只有一个动量标度因子。在本文中，我们将添加更多的比例因子来修改数值解，以尽量减少运动常数的误差。然而，我们发现这些修正映射会导致混沌轨道中哈密顿量的子项产生较大的能量偏差，其势能和动能等计算不准确。我们开发了新的修正映射来减少哈密顿量子项的能量偏差，这反而可以提高数值解的精度，也为流形修正在其他算法中的应用提供了新的思路。
2022-11-03 astro-ph.IM gr-qc
Building better spin models for merging binary black holes: Evidence for non-spinning and rapidly spinning nearly aligned sub-populations
最近的工作描绘了一个矛盾的肖像黑洞自旋分布在合并双星测量与引力波。一些分析发现，相当一部分的合并双星包含至少一个黑洞的自旋倾斜$>90^\circ$相对于轨道角动量矢量，这已被解释为一个签名的动态组装。其他分析发现，数据是一致的双峰人口，其中一些双星包含黑洞与可忽略的自旋，而其余的包含黑洞的自旋矢量优先与轨道角动量矢量对齐。在这项工作中，我们仔细检查模型的分布黑洞自旋，以查明可能的故障模式，该模型产生一个错误的结论。我们重新分析数据从第二个LIGO-室女座引力波瞬态目录（GWTC-2）使用修订的自旋模型，它允许一个子群的黑洞可以忽略不计的自旋。与Roulet等人最近的结果一致，我们发现GWTC-2的检测结果与两个不同的亚群是一致的。我们估计合并双星的$29-75\%$（90\%可信区间）包含自旋可忽略的$χ\approx 0$的黑洞。剩下的双星是第二个子群的一部分，其中自旋矢量优先（但不完全）与轨道角动量对齐。第二个子群中的黑洞的特征是自旋为$χ\sim0.45$。我们认为，推断的自旋分布是一致的假设，所有合并的双星形式通过字段形成的情况。
2022-04-23 astro-ph.HE 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
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
