Simulation of the White Dwarf -- White Dwarf galactic background in the LISA data
激光干涉仪空间天线(Laser Interferometer Space Antenna,LISA)是一项拟议中的空间任务,它将使用三个远程航天器之间交换的相干激光束来探测和研究低频宇宙引力辐射。在低频段,LISA的应变灵敏度将由我们银河系中螺旋状白矮星双星辐射的数亿引力波信号的非相干叠加所主导。为了估计LISA对这种背景的反应的大小,我们模拟了最近出现在文献中的合成人群。我们发现银河系白矮星二进制背景的振幅在LISA数据调制的时间,达到最小值等于约两倍的LISA噪声的一段时间约两个月左右的时间时,太阳LISA方向大致面向秋分。由于LISA观测到的银河系白矮星背景不是平稳的,而是周期为一年的循环平稳随机过程,因此我们总结了循环平稳随机过程的理论,并给出了描述这种过程所需的广义谱方法。我们发现,通过测量白矮星背景的广义光谱分量,LISA将能够推断我们银河系中白矮星双星系统的分布特性。
2005-04-07 gr-qc
The White Dwarf -- White Dwarf galactic background in the LISA data
激光干涉仪空间天线(Laser Interferometer Space Antenna,LISA)是一项拟议中的空间任务,它将使用三个远程航天器之间交换的相干激光束来探测和研究低频宇宙引力辐射。在低频段,LISA的应变灵敏度将由我们银河系中螺旋状白矮星双星辐射的数亿引力波信号的非相干叠加所主导。为了估计LISA对这种背景的反应的大小,我们模拟了最近出现在文献中的合成人群。我们发现银河系白矮星二进制背景的振幅在LISA数据调制的时间,达到最小值等于约两倍的LISA噪声的一段时间约两个月左右的时间时,太阳LISA方向大致面向秋分。由于LISA观测到的银河系白矮星背景不是平稳的,而是周期为一年的循环平稳随机过程,本文总结了循环平稳随机过程的理论,给出了描述这类过程所需的相应的广义谱方法,并将我们的分析结果与用我们的方法对模拟数据所得到的结果进行了比较。我们发现,通过测量白矮星背景的广义光谱分量,LISA将能够推断我们银河系中白矮星双星系统的分布特性。
2005-04-22 gr-qc
Ability of LISA to detect a gravitational-wave background of cosmological origin: the cosmic string case
我们研究了激光干涉仪空间天线(LISA)探测宇宙弦产生的随机引力波背景(GWB)的能力,并随后估计存在仪器噪声、致密双星的天体物理背景和白矮星双星的银河前景时的弦张力$Gμ$。Fisher信息和马尔可夫链蒙特卡罗方法提供了LISA噪声和不同信号源的参数的估计。我们证明了LISA的能力,同时估计银河系的前景,以及天体物理和宇宙弦产生的背景。考虑到预期的天体物理背景和银河系前景,LISA可以测量$G μ\approx 10^{-16}$到$Gμ\approx 10^{-15}$范围内或更大范围内的宇宙弦张力,其中银河系前景对这一极限的影响大于天体物理背景。本文提出的参数估计方法也适用于LISA观测波段的其他宇宙学背景。
2022-01-11 gr-qc
Tomographic approach to resolving the distribution of LISA Galactic binaries
基于空间的引力波探测器LISA预计将观测大量的银河系白矮星双星,其集体信号很可能在10 ^{-4}至10 ^{-3} Hz的观测频率范围内主导仪器噪声。LISA的运动在频率和幅度上调制每个二进制信号,确切的调制取决于源的方向和频率。从观测到的一个LISA干涉仪的响应,并假设只有多普勒调制由于轨道运动的LISA,我们展示了如何分布的整个二进制人口的频率和天空的位置,可以重建使用层析成像的方法。该方法是线性的,对应于一个孤立的二进制的δ函数分布的重建,产生一个点扩散函数(PSF)。任意分布和它的重建通过平滑与这个psf相关。探索性的结果表明,在白高斯噪声的存在下,恢复的二进制源。
2005-12-02 gr-qc
Extracting galactic binary signals from the first round of Mock LISA Data Challenges
我们报告了端到端贝叶斯分析管道的性能,用于检测和表征模拟LISA数据中的星系二进制信号。我们的主要分析工具是块退火Metropolis Hasting(BAM)算法,该算法经过优化,可在LISA频段搜索数万个重叠信号。BAM算法采用贝叶斯模型选择来确定可分辨源的数量,并为所有模型参数提供后验分布函数。BAM算法在所有第1轮模拟LISA数据挑战数据集上几乎没有任何错误,包括那些具有许多高度重叠来源的数据集。唯一的失误后来被追溯到影响高频源的编码错误。除了BAM算法,我们还成功测试了遗传算法(GA),但仅在具有孤立信号的数据集上,因为GA尚未优化以处理大量重叠信号。
2007-04-23 gr-qc
Improved search for galactic white dwarf binaries in Mock LISA Data Challenge 1B using an F-statistic template bank
我们在模拟LISA数据挑战1B(MLDC1B)中报告了我们对白矮星二进制信号的F统计搜索。我们特别关注自MLDC1以来搜索管道的改进,即搜索管道的改进和使用更准确的检测器响应(刚性绝热近似)。该搜索方法采用基于分层模板网格的参数空间探索,使用重合步骤来区分主要(“真”)和次要最大值,随后是最终(多TDI)"缩放“阶段,以提供最终候选者的准确参数估计。
2008-06-27 gr-qc
Upper limits to surface force disturbances on LISA proof masses and the possibility of observing galactic binaries
我们报告的寄生表面力噪声的测量上的一个中空的复制品的LISA(激光干涉仪空间天线观测的引力波)验证质量包围的忠实代表其在飞行环境,即电容传感器用于检测验证质量运动。寄生力通过施加在检验质量上的相应扭矩来检测,并在0.1 - 30 mHz的频率范围内用扭摆测量。传感器电极、电极外壳和相关的读出电子设备具有与飞行硬件相同的标称设计,包括沿着敏感激光干涉测量轴围绕检测质量块的4 mm间隙。我们表明,表面力的测量上限将允许检测的一些星系双星信号的信噪比高达约40为1年的整合。我们还讨论了正在开发的飞行测试,LISA探路者,将大大改善这一限制,接近LISA所需的性能。
2006-11-08 gr-qc
Noise characterization for LISA
我们考虑的一般问题,估计飞行中的LISA噪声功率谱和交叉谱,这是需要检测和估计的引力波信号中存在的LISA数据。对于LISA基线设计和长波长限制,我们限制了依赖于使用完全对称Sagnac组合($ζ$)的所有光谱估计器的误差。这一过程避免了估计中的偏差,否则会引入一个强大的银河系背景的存在下,在LISA数据。我们专门讨论了银河系白矮星-白矮星双星随机信号的探测和研究。
2003-08-26 gr-qc
Markov chain Monte Carlo searches for Galactic binaries in Mock LISA Data Challenge 1B data sets
我们正在开发一种基于马尔可夫链蒙特卡罗技术的贝叶斯方法,以搜索和提取有关白矮星双星系统的激光干涉仪空间天线(LISA)的信息。在这里,我们通过将这种方法的初始实现应用于模拟LISA数据挑战的第1B轮中发布的一些数据集来获得结果。对于挑战1B.1.1a和1b,恢复信号的参数在95.5%后验概率区间内,真实波形和恢复波形之间的相关性超过99%。由于算法的一些收敛问题,未提交挑战1B.1.1c的结果,尽管如此,在2 mHz频带上的搜索中检测到信号。
2008-07-04 gr-qc
A novel stacked hybrid autoencoder for imputing LISA data gaps
本文提出一种结合去噪卷积自编码器和双向门控循环单元的堆叠混合自编码器,用于填补LISA数据间隙,在非并合阶段重叠度超99.97%,并合阶段超99%,但并合期间隙会导致参数估计偏差,需设置保护期。
2024-10-08 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Efficient time-domain eccentric model for Galactic binaries in LISA
ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所);University of Zürich(苏黎世大学);National Institute for Subatomic Physics (Nikhef)(荷兰亚原子物理国家研究所(Nikhef));Vrije Universiteit Amsterdam(阿姆斯特丹自由大学)
本文提出用于LISA的时域偏心银道面双星波形软件包\texttt{eGB-multi},量化了轨道偏心导致准圆形近似失效的参数范围。
2026-08-26 gr-qc
Dictionary learning: a novel approach to detecting binary black holes in the presence of Galactic noise with LISA
银河系中数百万颗白矮星双星产生的噪音可能会对天基LISA任务的主要目标之一构成威胁:探测大规模黑洞双星合并。我们提出了一种新的研究合并波形的重建中存在的银河混淆噪声使用字典学习。我们讨论了从总质量从$10^2 M_{\odot}$到$10^4 M_{\odot}$的双星中解开信号的局限性。事实证明,我们的方法对于总质量大于$\sim 3\times 10^3$ $ M_{\odot}$的双星非常成功,在保守的情况下红移高达3,在乐观的情况下红移高达7.5。此外,如果信噪比约为5或更大,则发现合并事件的一贯良好的波形重建。
2022-10-14 gr-qc
Detecting Galactic Binaries with LISA
银河双星系统是LISA星载干涉仪的主要引力波源之一。这些源的波形由八个参数表示,其中四个是外在的,四个是系统固有的。几何上,这些信号存在于8维参数空间中。通过计算这个空间上的度量张量,我们计算出搜索这些源所需的模板数量。在这项研究中,我们表明,低于一个特定的单色频率,我们可以忽略一个内在的参数和搜索在一个7维空间。超过这个频率,我们有一个突然的变化,从7到8维的参数空间的维数,这导致在模板数量的增长作为单色频率的函数的缩放的变化。
2005-08-08 gr-qc
Mock LISA data challenge for the galactic white dwarf binaries
本文介绍了在模拟LISA数据挑战中用于探测和估计来自白矮星双星引力波信号参数的数据分析方法。我们的主要重点是对挑战3. 1的分析,其中引力波信号来自超过50百万光年。银河双星被添加到模拟的高斯仪器噪声。大多数低频信号不能单独分辨。在高于5 mHz的频率下,信号之间的混淆大大减少。我们的基本数据分析程序是极大似然检测方法。在搜索的第一步,我们通过模板库过滤数据,然后使用Nelder-Mead算法优化参数,删除发现的最强信号,然后重复该过程。我们可靠地检测和估计超过一万个信号的参数准确的白矮星。
2010-04-21 gr-qc
PETRA: From the LISA global fit to a catalog of Galactic binaries
California Institute of Technology(加州理工学院);LIGO Laboratory, California Institute of Technology(激光干涉引力波天文台,加州理工学院);ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);Vanderbilt University(范德堡大学)
针对LISA全局拟合中源标签模糊问题,提出PETRA方法,通过后处理重标记样本最小化统计散度,构建包含源后验及天体物理起源概率的银河系双星目录,并在模拟数据上验证。
2025-10-27 gr-qc
Long Term Operation of LISA and Galactic Close White Dwarf Binaries
LISA波段的双星混淆噪声谱与观测周期和近距离白矮星双星的丰度密切相关。我们研究了已分辨的银河系CWDBs的数量随LISA运行周期的变化,发现当运行周期从1年增加到10年时,已分辨的数量通常会增加5倍。我们也做了类似的估计的数量CWDB的啁啾信号可以测量匹配滤波分析。
2002-02-20 astro-ph gr-qc
The LISA Data Challenge Radler Analysis and Time-dependent Ultra-compact Binary Catalogues
本研究使用马尔可夫链蒙特卡洛管道分析LISA数据挑战的Radler星系模拟数据,在一年观测中解析出约一万个超紧凑双星信号,并生成不同观测时长的目录以评估探测效率。
2023-08-24 gr-qc
Annual modulation of the Galactic binary confusion noise bakground and LISA data analysis
研究了银河系混淆噪声背景的各向异性及其对LISA数据分析的影响。LISA有两个与低频区相关的引力波信号数据流。由于背景的各向异性,它们的混淆噪声的矩阵具有非对角分量,并且强烈地依赖于检测器平面的取向。研究发现,天球平均混淆噪声水平$\sqrt {S(f)}$在3个月内变化约2倍,且在春分或秋分前后达到最小值。
2004-03-02 astro-ph gr-qc
Galactic binary science with the new LISA design
在LISA探路者飞行任务取得巨大成功的基础上,在苏黎世举行的$11^{\rm th}$国际LISA专题讨论会上提出了新的LISA飞行任务设计纲要。修改后的设计要求三个相同的航天器形成一个等边三角形,边长为250万公里,每边有两个激光链路,提供全偏振灵敏度。由于减少干扰系统的Pathfinder性能已得到证实,而且激光计量学的设计经过充分研究,预计新飞行任务的灵敏度将非常接近LISA的原始设计。这意味着0.5 mHz到3 mHz之间的中频性能将受到银河系中致密双星的未分辨信号的限制。在这里,我们使用新的LISA设计来计算银河系混淆噪声,可分辨的星系双星的数量,以及这些系统的关键参数可以测量的精度的更新估计。
2017-10-05 astro-ph.IM gr-qc
Parameter estimation for Galactic binaries by LISA
计算了利用LISA方法从引力波中确定短周期双星$(10^{-4} {Hz} \lsim f\lsim 10^{-2} {Hz})$参数的精度。在我们的分析中,啁啾信号${\dot f}$作为一个新的拟合参数包括和依赖于观测周期或波频率的详细研究。对引力波天文学的影响也进行了定量讨论。
2002-04-29 astro-ph gr-qc
LISA Gravitational Wave Sources in A Time-Varying Galactic Stochastic Background
激光干涉仪空间天线(LISA)数据分析的一个独特挑战是,仪器噪声和天体物理源的噪声背景将在一年内和整个任务期间发生重大变化。噪声水平的变化将在时间尺度上与大多数信号在检测器的敏感带中花费的时间相当或更短。银河系随机GW背景的振幅的变化,从银河双星的天线图案相对于银河系中心旋转是一个特别重要的组成部分的噪声变化。因此,LISA对不同来源类别的敏感度将随着天空位置和时间的变化而变化。这种变化将影响整体信噪比和EM观察员搜索多信使对应物的警报效率。
2022-06-29 astro-ph.IM gr-qc
A Solution to the Galactic Foreground Problem for LISA
低频引力波探测器,如激光干涉仪空间天线(LISA),将不得不与我们银河系中数百万个紧凑的星系双星产生的巨大前景作斗争。虽然这些星系信号本身很有趣,但未解决的部分可能会掩盖其他来源。如果能从数据中识别和回归出更亮、更孤立的前景源,那么LISA任务的科学产量就能得到提高。由于这些信号彼此重叠,我们面临着一个“鸡尾酒会”的问题,即在拥挤的房间里挑选出个别的对话。在这里,我们提出并实现了一个端到端的解决方案,银河前景的问题,是能够解决成千上万的来源,从整个LISA波段。我们的算法采用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法,我们称之为块退火大都会黑斯廷斯(BAM)算法的变体。下面的算法及其实现的描述,我们给出了几个例子,从搜索一个单一的源搜索数百个重叠的源。我们的例子包括来自第一轮模拟LISA数据挑战的数据集。
2006-11-17 astro-ph gr-qc
Observationally driven Galactic double white dwarf population for LISA
银河系双白矮星(DWD)人口的现实模型是至关重要的测试和定量定义的激光干涉仪空间天线(LISA),未来欧洲航天局的引力波天文台的科学目标。除了许多单独可检测的DWD之外,LISA还将检测到由潜在的银河系人口产生的未解决的混淆前景,这将影响频率低于几兆赫的所有LISA源的可检测性。到目前为止,LISA的DWD人口建模一直基于二进制人口合成(BPS)技术。本研究的目的是建立一个观测驱动的人口。为了实现这一目标,我们采用了由Maoz,Hallakoun和Badenes(2018)开发的模型,使用两个互补的大型多历元光谱样本对当地DWD人口进行统计分析:斯隆数字巡天(SDSS)和超新星Ia始祖巡天(SPY)。我们计算的LISA可检测DWD的数量和银河系的混乱前景,根据他们的假设和结果。我们发现,观测驱动的估计产生1)2 - 5倍的单独检测DWD比各种BPS预测,和2)一个显着不同的形状的DWD混淆前景。这两个结果对LISA任务具有重要意义。我们的基本假设的几个变化之间的比较表明,我们的观测驱动的模型是强大的,和的不确定性的总数量的LISA检测DWD是在20%的顺序。
2022-03-21 astro-ph.HE gr-qc
LISA double white dwarf binaries as Galactic accelerometers
University of Maryland(马里兰大学);The Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);West Virginia University(西弗吉尼亚大学);Stanford University(斯坦福大学)
LISA通过双白矮星双星研究银河系加速度对引力波参数估计和物质分布的影响
2026-01-23 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Galactic Binary Gravitational Wave Noise within LISA Frequency Band
本文研究了银河系中与未分辨双星有关的引力波噪声,其特殊目的是确定引力波停止贡献空间干涉仪(LISA)均方根噪声的频率上限。这一背景的上限来自于超新星Ia爆炸的统计数据,其中一部分可能是由双星白矮星合并引发的。二进制随机噪声交叉LISA均方根灵敏度的上限频率位于0.03-0.07赫兹的范围内,这取决于银河系的二进制白矮星合并率。为了能被激光ISA可靠地探测到,在f>0.03 Hz时,每对数频率间隔的宇宙背景能量密度应为Omega_{GW} h_{100} ^2>10^{-8}。
1998-01-06 astro-ph gr-qc
Characterizing the Galactic Gravitational Wave Background with LISA
本文用蒙特卡罗模拟方法模拟了激光干涉仪空间天线(LISA)对银河系引力波背景的响应。模拟的数据流被用来估计的数量和类型的二进制系统,将单独解决在一年的功率谱。我们发现,背景是高度非高斯由于个别明亮的源的存在,但一旦这些源被识别和删除,剩余的信号是高斯。我们还提出了一个新的估计未解决的来源,提高了早期的估计所造成的混淆噪声。
2006-04-07 astro-ph gr-qc
A detection pipeline for galactic binaries in LISA data
银河系被怀疑包含数以亿计的白矮星系统,其中很大一部分的轨道周期足够小,可以为空间引力波探测器(如激光干涉仪空间天线(LISA))发射引力辐射。LISA的主要科学目标是探测宇宙学事件(超大质量黑洞合并等)。然而,来自星系的引力信号将是数据的主要贡献-包括仪器噪音-在大约二十年的频率。可探测的双星系统目录将成为研究银河系的无与伦比的手段。此外,为了最大限度地从任务中获得科学回报,数据必须从银河系前景中“清除”。我们将提出一种算法,可以准确地解决和减去>10000这些来源的模拟数据提供的模拟LISA数据挑战任务组。利用引力波频率的时间演化,我们将重建恢复的双星的位置,并展示LISA如何对银河系中的整个致密双星群体进行采样。
2011-06-30 astro-ph.GA gr-qc
Measuring the Galactic Binary Fluxes with LISA: Metamorphoses and Disappearances of White Dwarf Binaries
空间引力波探测器LISA预计将在运行$\sim 10$年后探测近单色双星的$\sim10^4$。我们建议测量的inspiral/outspiral二进制通量在频率空间中,通过处理这些众多的二进制微小的频率漂移。丰富的天体物理信息被编码在两个通量的频率依赖关系中,我们可以阅读白矮星双星的长期演化,导致变质或消失。这一测量将有助于我们加深对强相互作用奇异天体的理解。利用频率漂移速度的简化模型,我们讨论了磁通测量的主要方面,包括与LISA的前景。
2022-01-10 astro-ph.HE gr-qc
Bayesian parameter-estimation of Galactic binaries in LISA data with Gaussian Process Regression
目前正在建造的激光干涉仪空间天线(LISA)旨在测量毫赫兹频段的引力波信号。据估计,数以千万计的银河双星将是观测到的引力波的主要来源。产生兆赫频率范围信号的银河双星发射准单色引力波,这将不断被LISA测量。解决尽可能多的银河双星是即将到来的LISA数据集分析的核心挑战。尽管据估计,这些重叠的引力波信号中有数万个是可分辨的,其余的则模糊成银河系前景噪声;使用贝叶斯方法提取数万个信号仍然是计算昂贵的。我们开发了一个新的端到端管道,使用高斯过程回归来建模对数似然函数,以快速计算贝叶斯后验分布。使用流水线,我们能够解决Lisa数据挑战(LDC)1-3,包括噪声数据以及重叠信号和特别微弱信号的其他挑战。
2022-09-08 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Templated Anisotropic Analyses of the LISA Galactic Foreground
本文提出一种基于天体物理模板的贝叶斯方法,直接分析LISA银河系前景的各向异性,连接观测调制与银河系空间分布,并在模拟数据中验证其能准确恢复前景频谱。
2025-01-23 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Handling Data Gaps for the Next Generation of Gravitational-Wave Observatories
Montana State University(蒙大拿州立大学)
本文提出一种高效处理数据缺口的时频域贝叶斯数据增强方法,有效缓解频域分析中的谱泄漏问题,并适用于LISA和未来3G地面干涉仪。
2026-04-30 gr-qc
Exploring the Orbital Alignments of Galactic Close White Dwarf Binaries with LISA
本研究探讨利用空间引力波探测器LISA测量银河系密近白矮星双星轨道取向的前景,发现可探测核球白矮星双星小至0.05的四极模式,为探究银河系远古演化提供新途径。
2024-10-30 astro-ph.HE gr-qc
An Overview of LISA Data Analysis Algorithms
在LISA数据流中寻找引力波源的算法是目前非常活跃的研究领域。很明显,困难不仅在于寻找单个源,而且在星系双星的情况下,评估解析源的保真度本身也是一个重大挑战。本文综述了星系双星、非自旋超大质量黑洞双星和极端质量比螺旋源的算法发展现状。在涵盖绝大多数算法的同时,我们将重点介绍那些在速度和准确性方面代表最先进水平的算法。
2009-10-02 gr-qc
Galactic and extragalactic probe of dark matter with LISA's binary black holes
本研究探讨LISA任务通过双黑洞啁啾质量变化探测银河系及河外暗物质的能力,明确不同暗物质类型下的探测距离,并指出零结果仍可排除部分暗物质参数空间。
2025-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Constraining Galactic Structure with the LISA White Dwarf Foreground
白矮星占所有恒星残骸的95%,因此是银河系中古老恒星星族的绝佳示踪物。由于白矮星固有的低光度,目前和计划中的望远镜都无法直接探测整个白矮星群。然而,银河系中的双白矮星双星产生了一个毫米赫兹的引力波前景,可以被激光干涉仪空间天线(LISA)探测到。在这里,我们将展示如何表征这个前景的角功率谱将使我们能够以一种新颖的方式探测银河系的结构,并测量银河系最古老的恒星星族的垂直尺度高度。我们这样做,使用一个二进制人口合成研究,结合不同的银河系的空间分布的双白矮星人口。我们发现,白矮星前景的角功率谱的各向异性的水平是强烈依赖于人口的垂直尺度高度。最后,我们表明,LISA可以探测银河系双白矮星人口的垂直尺度高度的精度为50 pc-200 pc,根据角分辨率的限制,使用角功率谱的白矮星前景。
2020-09-10 astro-ph.GA gr-qc
Gravitational-wave parameter estimation with gaps in LISA: a Bayesian data augmentation method
NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);Artémis UMR 7250, Observatoire de la Côte d’Azur(蔚蓝海岸天文台阿尔特弥斯联合研究实验室);Laboratoire Astroparticules et Cosmologie, Université Paris Diderot(巴黎第七大学亚原子物理与宇宙学实验室)
针对天基引力波观测台LISA数据因各类中断存在缺口、易引发噪声泄漏且计算复杂度高的问题,提出贝叶斯数据增强方法,将缺失数据作为辅助变量纳入后验采样,可高效一致处理缺口,并在银河系双星参数估计中验证了效果。
2019-07-10 astro-ph.IM gr-qc
Golden galactic binaries for LISA: mass-transferring white dwarf black hole binaries
用半解析模型研究了白矮星-黑洞吸积双星的演化和引力波发射。这些系统将在兆赫引力波频带上发展,并有可能被激光干涉仪空间天线(LISA)探测到。我们确定了新的普遍关系,这类双星,其中涉及的组件质量的引力波频率和它的一阶导数。结合LISA可能的高精度测量,这些关系可以让我们推断源的组件质量和光度距离。因此,LISA有可能检测和表征一个几乎未开发的二元人口。
2020-10-20 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
A LISA Data-Analysis Primer
这篇文章是为非从业者介绍LISA数据分析的想法和问题,反映在模拟LISA数据挑战赛参与者的探索和实验中。特别是,我讨论的方法和代码,已开发的检测和参数估计的超大质量黑洞二进制文件,极端质量比inspirals,和银河系二进制文件。
2009-02-20 gr-qc
Have any LISA verification binaries been found?
本文通过银河系引力波前景完整模拟评估已知电磁双星作为 LISA 验证双星的有效性,发现若不联合拟合整个星群会产生歧义和偏差。
2024-04-03 astro-ph.HE gr-qc
Assessing signal cross talk between extreme-mass-ratio inspirals and Galactic binaries in LISA data
Argelander Institut für Astronomie, Universität Bonn(波恩大学阿根兰德天文研究所);Astroparticule et Cosmologie, CNRS, Université Paris Cité(巴黎 Cité 大学国家科学研究中心天体粒子与宇宙学)
本研究探讨了LISA数据中极端质量比环形与银河系二元星信号的相互作用,发现银河系二元星可能影响EMRIs的检测和参数估计,通过贝叶斯推断验证了在去除干扰后EMRIs参数估计的准确性。
2025-12-14 astro-ph.IM gr-qc
Searching for Galactic White Dwarf Binaries in Mock LISA Data using an F-Statistic Template Bank
我们描述了一个F统计搜索连续引力波从银河系白矮星双星模拟LISA数据。我们的搜索方法采用了分层模板网格为基础的参数空间的探索。在第一阶段中,使用不同的模拟激光信号组合(称为TDI变量)在搜索中识别候选源。由于每个源在其真实的“多普勒参数”(固有频率和天空位置)附近生成主要最大值以及多普勒参数空间中的F统计量的许多次要最大值,因此对多个源的搜索需要区分真实信号和与其他“更响”信号相关联的次要最大值。我们的方法通过应用重合测试来拒绝在使用三个TDI变量中的每一个的搜索中在附近的参数空间位置处未找到的候选者。对于幸存的符合测试的信号,我们执行一个完全相干的搜索在一个细化的参数网格提供一个准确的参数估计的最终候选人。经过适当调整,管道能够提取1989个真实信号,只有5个假警报。刚性绝热近似的使用允许恢复的信号参数与统计预期的误差相当,虽然仍然有一些系统的过剩相对于从高斯噪声预期的统计误差。一个实验性的迭代管道,七轮信号减法和残差的重新分析,使我们能够增加信号的数量恢复到3419与29个假警报。
2010-01-07 gr-qc
LISA Galactic Binaries in the Roman Galactic Bulge Time-Domain Survey
本文评估 Roman 银河核球时域巡天对 LISA 短周期白矮星双星的探测前景,预测基线设计或发现约 5 个分离型系统,并有 ≥20% 概率探测核球距离处的已知基准双星。
2022-12-30 astro-ph.GA gr-qc
Recovering a phase transition signal in simulated LISA data with a modulated galactic foreground
本文利用LISA模拟数据研究银河双星前景下原初一阶相变引力波随机背景的可恢复性,通过贝叶斯分析和偏差信息准则比较模型,证明利用年度调制可改善拟合优度并适度提升可探测性界限。
2025-05-07 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational waves radiated by magnetic galactic binaries and detection by LISA
在未来的激光干涉仪空间天线(LISA)任务中,白矮星和中子星组成的银河系双星系统将成为$10^{-4}-10^{-1}\,\mathrm{Hz}$频带内引力波的主要来源。预计LISA将同时测量超过一万个这样的紧凑星系双星的GWs。对这种信号叠加的分析将是该任务面临的最大挑战之一。目前,在LISA数据码挑战中,每个星系双星都被建模为准单色的GW源。这对应于在2.5后牛顿近似下两个质点的圆周运动。如果这张照片被认为是LSIA将探测到的大多数星系双星的准确描述,那么我们仍然希望观察到具有超越点质量近似的复杂物理特性的偏心系统。在这项工作中,我们研究如何在准圆轨道的高磁性物体的二元系统可能会影响LISA检测到的GW信号的准单色图像。我们表明,偏心率产生额外的频率峰值的谐波的平均运动和磁性是负责移动每个频率峰值的情况下,没有磁性。我们提供了分析估计,并认为如果LISA能够以足够的准确度测量平均运动两倍和三倍的主峰,那么它将能够检测到磁性。
2022-11-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Neural density estimation for Galactic Binaries in LISA data analysis
本文提出利用归一化流等神经密度估计器为LISA全局拟合构建高效提议分布,以加速贝叶斯采样收敛,并支持基于物理模型构建先验及表示引力波源目录。
2024-02-21 astro-ph.IM gr-qc
Unveiling a multi-component stochastic gravitational-wave background with the TianQin + LISA network
本文提出面向 TianQin + LISA 网络的定制互相关似然,并用模拟数据评估其区分银前景、天体物理与宇宙学 SGWBs 的能力及所需能量密度阈值。
2025-02-16 gr-qc
Disentangling the Galactic binary zoo: Machine learning classification of stellar remnant binaries in LISA data
Max-Planck-Institut für Astrophysik(马克斯·普朗克天体物理学研究所);SRON Space Research Organisation Netherlands(荷兰空间研究组织)
本文利用机器学习方法对LISA数据中的恒星残骸双星进行分类,发现XGBoost在识别双白矮星和高质双星方面表现优异,但NSWD系统仍存在较大误判风险。
2026-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Darwin Meets Einstein: LISA Data Analysis Using Genetic Algorithms
本文首次将遗传算法应用于激光干涉空间天线(LISA)的数据分析。在LISA波段的低频区域,预计将有数万个星系双星系统发射出LISA可探测到的引力波。LISA数据流中如此大量的源的参数提取的挑战需要一种可以有效地探索所涉及的大参数空间的搜索方法。由于这些源中的许多源的信号将重叠,因此需要全局搜索方法。遗传算法代表了这样一种全局搜索方法,用于LISA数据流中多个重叠源的参数提取。我们发现,遗传算法能够正确地提取重叠源的源参数。一个基本的GA的几个优化与来自模拟LISA数据的GA搜索的应用程序的结果。
2006-01-17 gr-qc
Resolving signals in the LISA data
我们估计了银河系白矮星双星引力波背景的上限频率截止值,这将是可观测的LISA探测器。这是通过包括调制的引力波信号,由于运动的探测器围绕太阳。我们发现该截止频率等于$10^{-3.0}$ Hz,比先前推导的值小2倍。这意味着LISA频带中可分辨信号的数量增加了约4倍。我们的理论推导是补充的数值模拟,这表明,通过使用极大似然估计技术,它是可能的,以准确地估计可分辨信号的参数,然后将它们从LISA数据。
2003-02-05 gr-qc
The effects of data gaps on ringdown signals with space-based joint observation
本研究定量评估了天基引力波天文台中数据间隙对铃宕信号观测的影响,发现其使参数估计误差增加约2.1倍((2,2)模式)和1.6倍((3,3)模式),并验证了太极-LISA和太极-天琴联合观测能显著缓解该影响。
2024-11-08 astro-ph.IM gr-qc
Global Analysis of LISA Data with Galactic Binaries and Massive Black Hole Binaries
提出一种高性能全局拟合流水线,用于从LISA数据中提取银河系双星与大质量黑洞双星信号并估计残差噪声,通过为期一年的每周演化分析验证了其探测能力的提升,并开发了基于最大似然估计的多信号提取算法及高精度响应验证。
2024-06-03 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Resolving Galactic binaries using a network of space-borne gravitational wave detectors
从单个银河系双星(GB)中提取引力波(GW)信号以对抗它们自身产生的混淆噪声是在$\approx 0.1$ mHz至$\approx 10$ mHz范围内运行的星载探测器的关键数据分析挑战。考虑到未来十年可能会有多个这样的探测器,即LISA,Taiji和Tianqin,其操作周期重叠,重要的是要检查它们的数据的联合分析在多大程度上有利于GB分辨率和参数估计。为了调查这一点,我们使用现实的模拟LISA和太极数据包含一组$30\times 10^6$ GB中使用的第一个LISA数据挑战(Radler),和一个迭代源提取方法称为GBSIEVER在早期的工作。我们发现,一个相干的网络分析的LISA-Taiji数据的提升确认的来源的数量由$\approx 75\%$从一个单一的检测器。从任何一个探测器的数据中减去报告的源后的残差更接近于理想但不可行的多分辨率方法所期望的混淆噪声,该方法完美地去除了给定信噪比阈值以上的所有源。虽然参数估计共同的单个检测器和网络的源,提高了广泛符合增强的信噪比的GW源在后者,偏离Fisher信息分析预测的误差方差的缩放观察的一个子集的参数。
2022-06-24 gr-qc
Robust Bayesian inference with gapped LISA data using all-in-one TDI-$\infty$
本文针对LISA引力波数据中的间隙问题,将一体化TDI-∞方法集成到贝叶斯参数推断框架中,通过数值边缘化激光相位噪声并同时消除多种噪声源,实现了比经典TDI更鲁棒的信号保持能力,尤其适用于低延迟场景。
2024-12-30 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
A multi-messenger study of the Milky Way's stellar disc and bulge with LISA, Gaia and LSST
即将到来的LISA任务提供了通过银河系双星的引力波辐射研究银河系的独特机会。在各种银河系引力波源中,LISA有望单独解析来自$\sim 10^5$超紧凑双白矮星(DWD)双星的信号。LISA探测到的DWD将分布在整个银河系,包括电磁观测难以到达的区域,如银河系圆盘的内部,凸起和更远的地方。我们定量地表明,大量的DWD检测将使我们能够使用这些系统作为示踪剂的银河系的潜力。我们证明,密度轮廓的DWDs检测LISA可以提供的重子组件的标度长度参数,既准确又精确的约束,与百分之几到$10$百分之水平的统计误差。此外,发现LISA样品足以通过良好地覆盖圆盘到足够大的半径来解开不同(常用)圆盘轮廓之间的缠结。最后,通过电磁波和引力波辐射可以探测到高达$\sim 80$的DWD。这使得多信使天文学与DWD二进制,并允许一个提取其物理特性使用两个探头。我们表明,拟合银河系的旋转曲线构造的距离推断引力波{ \it和}自行光学观测产生一个独特的和有竞争力的估计的隆起质量。相反,恒星盘质量的可靠结果取决于对暗物质含量的了解。
2019-02-24 astro-ph.GA gr-qc