Eccentric binary black hole surrogate models for the gravitational waveform and remnant properties: comparable mass, nonspinning case
我们开发了新的策略来建立偏心双黑洞系统的数值相对论代理模型,预计将在当前和未来的引力波探测器中发挥越来越重要的作用。我们引入了一个新的替代波形模型,\texttt{NRSur2dq1Ecc},使用47 nonspinning,等质量波形的偏心率高达$0.2$时,测量在合并前的参考时间$5500M$。这是第一个直接在偏心数值相对论模拟上训练的波形模型,并且不需要在合并之前进行二进制循环。该模型包括$(2,2)$,$(3,2)$和$(4,4)$自旋加权球谐模。我们还建立了一个最终的黑洞模型,\texttt{NRSur2dq1EccRemnant},它模拟了残余黑洞的质量和自旋。结果表明,我们的波形模型可以准确地预测不匹配$\approx 10^{-3}$的数值相对论波形,而残余模型可以恢复最终质量和无量纲自旋,其绝对误差分别小于$\approx 5 \times 10^{-4}M$和$\approx 2 \times10^{-3}$.我们表明,波形模型也可以恢复微妙的效果,如模式混合的振铃信号,没有任何特殊的特设建模步骤。最后,我们表明,尽管只训练等质量的二进制文件,\texttt{NRSur2dq1Ecc}可以合理地扩展到质量比$q\approx3$与不匹配$\simeq 10^{-2}$的偏心率小于$\sim 0.05$的$2000M$合并前的参考时间测量。这里开发的方法应证明是有…
2021-03-24 astro-ph.HE gr-qc
Eccentric, nonspinning, inspiral, Gaussian-process merger approximant for the detection and characterization of eccentric binary black hole mergers
我们提出了$\texttt{ENIGMA}$,一个时域,灵感合并振铃波形模型,描述非旋转的二元黑洞系统,在适度偏心轨道上发展。螺旋演化是用后牛顿理论、自作用力和黑洞微扰理论相结合的方法描述的。假设偏心二进制循环合并之前,我们顺利地匹配偏心inspiral与一个独立的,准圆形的合并,这是使用机器学习算法,训练准圆形数值相对论波形。我们表明,$\texttt{ENIGMA}$再现具有良好的精度的准圆形紧凑型双星的动力学。我们使用一组$\texttt{Einstein Toolkit}$偏心数值相对论波形来验证$\texttt{ENIGMA}$,该波形描述了偏心双黑洞合并,其质量比介于$1 \leq q \leq 5.5$和偏心率$e_0 \lesssim 0.2$之间。我们使用这个模型来详细探索的物理,可以提取适度偏心,非旋转的二进制黑洞合并。我们使用$\texttt{ENIGMA}$表明,GW150914,GW151226,GW170104,GW170814和GW170608可以有效地恢复与旋转,准圆形模板,如果这些事件的偏心率在10 Hz的引力波频率满足$e_0\leq \{0.175,\, 0.125,\,0.175,\,0.175,\, 0.125\}$,分别。我们发现,如果这些系统的偏心率$e_0\sim 0.1$在引力波频率为10赫兹,他们可以被错误地归类为准圆双星由于参数…
2018-01-24 astro-ph.CO astro-ph.HE cs.CE
Waveform models for the gravitational-wave memory effect: II. Time-domain and frequency-domain models for nonspinning binaries
本文提出非自转双黑洞合并的时域和频域波形模型,用于检测引力波记忆效应。
2025-11-26 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Waveform models for the gravitational-wave memory effect: III. Phenomenological frequency-domain model for nonspinning binaries
Laboratoire d’étude de l’Univers et des phénomènes eXtrêmes (LUX), Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS(极端宇宙现象实验室,巴黎天文台,巴黎文理研究大学,索邦大学,法国国家科学研究中心);Department of Physics, University of Virginia(弗吉尼亚大学物理系)
该研究构建了非自旋双黑洞引力波记忆信号的唯象频域模型,精度达$10^{-4}-10^{-3}$量级,效率高于时域模型,相关实现已开源。
2026-09-07 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic simulations of black hole-neutron star mergers: Effects of magnetic fields
当中子星(NS)被黑洞(BH)伴星在BH-NS双星螺旋末端的潮汐扰动时,其磁场将被拉伸和放大。如果足够强,这些磁场可能会影响引力波形,合并演化和残留盘的质量。在圆盘中形成高度准直的磁场线+旋转的BH残留物可能会发射相对论性喷流,为短硬GRB提供引擎。我们分析了这种情况下,通过完全广义相对论,磁流体动力学(GRMHD)BHNS模拟从螺旋通过合并和磁盘形成。不同的初始磁场配置和强度被选择为NS内部的nonspinning和适度自旋(a/M=0.75)BH与轨道角动量对齐。在NS中,只有强的内部(Bmax~ 10 ^17 G)初始磁场才能显著影响合并动力学,在不旋转和旋转BH的情况下,剩余盘质量分别增加了100%和40%。然而,探测即使是强磁场的印记对先进的LIGO来说也是一个挑战。虽然在我们进行的初步模拟中没有质量外流或磁场准直的证据,但可能需要更高的分辨率,加上更长的磁盘演变和不同的初始磁场配置,才能最终评估BHNS双星作为短硬GRB祖先的可能性。
2012-05-15 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Close Encounter of Three Black Holes III
本文用数值相对论研究高自旋内双星的层级三黑洞系统,揭示第三黑洞导致并合延迟的距离标度、自旋-轨道耦合机制及质量比与轨道方向效应。
2024-06-17 astro-ph.HE gr-qc
Anomalies in the gravitational recoil of eccentric black-hole mergers with unequal mass ratios
线性动量的辐射对合并中的黑洞双星系统的质心产生反冲(或“反冲”)。最近的数值相对论计算表明,对于自旋位于轨道平面内的等质量自旋双星(“超级反冲”配置),偏心率可导致反冲速度增加约25%[U Sperhake et al. Phys. Rev. D 101(2020)024044(arXiv:1910.01598)]。在这里,我们调查的非零偏心的非自旋,不等质量的黑洞双星的反冲幅度和引力波发射的影响。我们证实,非零的偏心率在合并可能会导致更大的踢高达25%的准圆形的情况下。我们还发现,反冲速度$v$有一个振荡的偏心率的依赖关系,我们解释为合并时的落入方向和远心点(或近心点)方向之间的角度变化的结果。
2021-05-11 astro-ph.HE gr-qc
Extracting the cutoff frequency in the gravitational-wave spectrum of black hole-neutron star mergers
当黑洞扰动中子星时,黑洞-中子星合并的引力波谱的截止点位置与中子星半径密切相关.然而,由于模式混合,在光谱中出现的调制,这使得很难测量的截止频率,如果引力波从倾斜方向观察或双星进动。在这封信中,我们表明,截止频率可以测量,即使在这种情况下,我们最近提出了一种方法来重建的脸上的波形只从应变观察到从一个特定的方向。我们表明,在测量的中子星半径的系统误差可以减少到$\lesssim 5\%$的情况下,发生显着的中子星的潮汐破裂。
2017-09-08 astro-ph.HE gr-qc
Extracting the Gravitational Recoil from Black Hole Merger Signals
引力波携带能量、角动量和线动量。在一般的双黑洞合并中,线性动量的损失会给残余的黑洞带来反冲速度,或“反冲”。我们利用引力波形和残余黑洞建模的最新进展,从引力波信号中提取有关反冲的信息。像这样的反冲测量在天体物理学上是有价值的,可以对第二代合并的速度进行独立的限制。此外,我们表明,踢必须考虑到未来的振铃测试的广义相对论与第三代引力波探测器,以避免系统的偏见。我们发现,尽管我们几乎无法获得关于现有引力波事件的信息,但随着探测器的改进,有趣的测量很快就会成为可能。我们表明,一旦LIGO和Virgo达到其设计灵敏度,我们将可靠地提取一般进动二进制的反冲速度-包括所谓的超级反冲,达到5000 km/s。
2020-03-09 astro-ph.HE gr-qc
Improved inspiral-merger-ringdown model for BBHs on elliptical orbits
本文改进了椭圆轨道无自旋双黑洞并合的解析波形模型,通过优化旋近阶段轨道参数初始值的确定方法,将匹配度优于96.5%的适用总质量下限从115倍太阳质量降至80倍太阳质量,并验证了模型对偏心、质量比及小自旋情形的适用性。
2025-07-02 astro-ph.HE gr-qc
Numerical Relativity Simulations of Precessing Binary Neutron Star Mergers
我们提出了第一套数值相对论模拟的二进制中子合并,包括自旋旋进效应,并与多个分辨率的演变。我们的模拟采用了广义相对论中一致的初始数据,具有不同的自旋组态和无量纲自旋幅度$\sim 0.1$。它们以$\sim392$ ~Hz的引力波频率开始,并覆盖超过$1$的岁差周期和大约15个轨道,直到合并。我们讨论的自旋进动动力学分析坐标轨迹,准本地自旋测量,和能量,通过比较自旋对齐,反对齐,和无旋配置。通过计算旋进后期引力波形对的失配,比较了不同自旋组态的引力波形。我们发现,旋进效应是无法区分的nonprecessing配置对齐的自旋约面对双星,而后者是区分从nonspinning配置。相反,自旋进动效应对于近似边缘的双星是清晰可见的。对于这里考虑的参数,岁差不会显着影响特征合并后的引力波频率,也没有质量喷射。我们的研究结果为模拟双星中子星事件引力波形中的自旋进动效应铺平了道路。
2017-12-08 astro-ph.HE gr-qc
Exploring the small mass ratio binary black hole merger via Zeno's dichotomy approach
我们进行了一系列的二进制黑洞模拟越来越小的质量比,达到一个128:1的二进制合并前显示13个轨道。在详细研究了$q=m_1/m_2=1/15$非旋转情况下的收敛性的基础上,我们在较小的孔层周围应用了额外的网格细化级别,以相继达到$q=1/32$、$q=1/64$和$q=1/128$的情况。在8节点仿真中,观察到$1/q$的计算资源缩放大致呈线性。我们计算合并的剩余属性:最终质量,自旋和反冲速度,发现视界和辐射测量之间的精确一致性。我们还计算了引力波形:它的峰值频率,振幅和光度。我们将这些值与相应的唯象公式的预测进行比较,再现粒子极限在2%以内,然后我们使用新的结果来提高它们的拟合系数。
2020-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational waves from eccentric binary neutron star mergers: Systematic biases and inadequacy of quasicircular templates
本研究针对偏心双中子星并合引力波分析中准圆模板的偏差问题,通过贝叶斯模拟分析发现中等偏心率下已存在显著参数估计偏差,指出高精度观测需标准化的偏心波形。
2025-10-22 astro-ph.HE gr-qc
How loud are neutron star mergers?
我们提出的结果,从第一个大参数研究中子星合并使用完全广义相对论模拟有限温度微物理状态方程和中微子冷却。我们认为平等和不等质量的二进制从银河人口和模拟每个二进制三个不同的状态方程。我们的重点是在合并后阶段的引力波的能量和角动量的排放。我们发现,在由此产生的超大质量中子星(HMNS)的生命的第一个$\sim$ $10\,\mathrm{ms}$中发射的引力波能量大约是双星整个螺旋历史中发射的能量的两倍。每一个二元质量的总辐射能量相当于或大于非旋转黑洞的吸气合并。在早期的HMNS演化中,大约$0.8-2.5\%$的二进制质能以kHz频率发射。我们发现了一个明确的依赖性的合并后GW排放的二元配置和状态方程,并表明它可以被编码为一个广泛的功能的二元潮汐耦合常数$κ^T_2$。我们的结果还表明,由随后的HMNS坍缩导致的黑洞的无量纲自旋仅限于$\lesssim0.7-0.8$。这可能会显著影响中微子对湮灭机制,为短伽马射线暴(sGRB)提供动力。
2016-07-13 astro-ph.HE gr-qc
Effective-one-body waveforms from dynamical captures in black hole binaries
动态捕获是一个可能的形成通道BBH合并导致高偏心合并动力学和引力波(GW)的信号是形态上不同于那些准圆形合并。未来通过地面或空间GW干涉仪对这些合并的检测可以提供对天体物理学黑洞的宝贵见解,但它需要精确的预测和专用的波形模型进行分析。我们提出了一个最先进的有效单体(EOB)模型的多极合并振铃波形从动态捕获黑洞合并与任意质量比和nonprecessing自旋。该模型依赖于沿通用轨道的辐射反应和波形的分析描述,通过将通用牛顿前因子中使用的准圆形的情况下的表达式中获得。它提供了一个工具,用于生成波形的一般二元黑洞合并和GW数据分析。我们证明,该模型可靠地占丰富的动力学捕获现象,从直接暴跌连续近距离接触到合并。参数空间的充分特点是在初始能量和角动量。我们的模型再现百分之几的散射角从十个等质量,非自旋,双曲遇到数值相对论(NR)模拟。通过将6PN结果纳入EOB电位之一中并调整当前未知的分析参数,可以进一步提高一致性。我们的研究结果表明,NR模拟的双曲线遇到(和动态捕获)可以用来通知EOB波形模型的通用BBH合并/遇到目前和未来的GW探测器。
2020-09-30 astro-ph.HE gr-qc
kiloHertz gravitational waves from binary neutron star remnants: time-domain model and constraints on extreme matter
中子星合并的残余恒星是预期的千赫兹引力波的响亮来源,它传达了极端密度下热物质状态方程的独特信息。对这种信号的观测受到地面干涉仪的光子散粒噪声的阻碍,并对引力波天文学提出了挑战。我们开发了一个分析的时域波形模型的合并后的信号告知数值相对论模拟。该模型完成了有效的单体波形准圆形nonspinning二进制在千赫制度。我们表明,基于模板的分析可以检测合并后的信号,最小的信噪比(SNR)为8,对应于GW 170817的第三代干涉仪的类似事件。使用贝叶斯模型选择和完整的inspiral-merge-postmerge波形模型,可以推断合并的结果是否是一个迅速崩溃的黑洞或残留的恒星。在后一种情况下,最大质量(最紧凑)的非旋转中子星的半径可以精确到千米。我们证明了利用数值相对论模拟推导出的准普适关系推断极端密度下状态方程刚度的可行性。
2020-01-20 astro-ph.HE gr-qc
Data-driven approach for extracting tidal information from neutron star binary mergers observed with the Einstein Telescope
本文提出由观测数据校准的唯象引力波波形模型,并利用 Einstein Telescope 一年模拟数据证明增加并合事件可提升模型与参数估计精度。
2025-05-14 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Extracting ultralight boson properties from boson clouds around post-merger remnants
超轻玻色子是一类假设的粒子,可能解决从宇宙学到天体物理学和基础物理学等领域的关键问题。如果超轻玻色子存在,它们会通过超辐射在旋转的黑洞周围形成云,其大小与它们的粒子康普顿波长相当。超辐射是一种众所周知的经典波放大过程,已经研究了几十年。在这些云形成之后,它们通过超轻玻色子湮灭为引力子而消散并发出连续的引力波。这些引力子可以用地基引力波探测器使用连续波搜索来探测。然而,可以想象其他连续波源模仿来自云的发射,这可能导致错误的检测。在这里,我们研究如何可以使用连续波从云周围形成的已知合并残留物,以减轻这个问题。特别是,我们模拟了合并残余物的目录,在它们周围形成云,并展示了选择“黄金”合并残余物如何可以执行贝叶斯交叉验证的超轻玻色子假设,有可能排除其他解释。我们的概念验证研究表明,在未来,有一种可能性,即合并残留物存在足够接近,我们可以进行分析和测试玻色子假设,如果玻色子存在于相关的质量范围。未来的研究将集中在建立更复杂的连续波工具,在实践中进行这种分析。
2022-09-09 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
A Maximum Entropy Conjecture for Black Hole Mergers
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);The University of Mississippi(密西西比大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Northwestern University(西北大学)
该研究提出一个最大熵猜想,认为热力学原理可能指导双黑洞并合最终状态的选择。
2026-01-29 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Black holes and binary mergers in scalar Gauss-Bonnet gravity: scalar field dynamics
我们研究了带有标量头发的黑洞和由这种黑洞组成的双星的非线性动力学。标量头发是由于标量和Gauss-Bonnet不变量之间的线性或指数耦合。我们在相互作用的耦合常数中微扰地工作,但在场中非微扰地工作。本文首先考虑任意自旋孤立黑洞头发的动力学形成,并确定了最终态。这也使我们能够计算第一次标量准正规模式的旋转黑洞在这种耦合的存在。然后,我们研究的非自旋黑洞双星与各种质量比的演变,并产生合并的第一个标量波形。标量辐射中的能量损失和这对轨道动力学和GW的相位(在耦合中以二次阶进入)的影响的估计表明,GW检测可以设置迄今为止最严格的约束理论,表现出标量场和高斯-邦纳不变量之间的耦合。
2018-11-22 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Binary Black Hole Mergers in Gaseous Environments: "Binary Bondi" and "Binary Bondi-Hoyle-Lyttleton" Accretion
在星系合并过程中产生的超大质量黑洞-黑洞(BHBH)双星是可探测到的引力波很有希望的来源。如果这样的合并发生在气体环境中,就有可能同时探测到电磁辐射和引力辐射,因为气体的搅动、冲击加热和吸积可能会产生电磁通量的变化和增强。这样的同步探测可以为研究引力物理学、吸积物理学和宇宙学提供大量的机会。我们调查这种情况下进行全面的广义相对论,流体动力学模拟合并,等质量,nonspinning BHBH二进制嵌入气体云。我们使用BSSN制定标准移动穿刺计条件和处理的流体力学通过高分辨率的冲击捕获(HRSC)计划的度量。我们认为这两个“二进制邦迪吸积”中的二进制是在休息相对于周围的气体云,以及“二进制邦迪-霍伊尔-Lyttleton吸积”中的二进制移动相对于气体云。气体云被假定为远离双星的均匀气体云,并由一个Γ-定律状态方程控制。我们使Γ在4/3和5/3之间变化。对于每个模拟,我们计算的气体流量和吸积率和估计的电磁光度由于韧致辐射和同步辐射。我们发现的证据显着增强的吸积率和光度的值为一个单一的黑洞的相同质量的二元。我们估计,对于一个10^6太阳质量的双星,在z=1时,密度为n~10/cm^3,温度为T~10^6 K的热气云中,这种亮度增强应该是可以用激光SST探测到的,最大值为L~3x10^43 erg/s,发射峰值在可见波段。
2009-12-14 astro-ph.HE gr-qc
Binary black hole mergers in gaseous disks: Simulations in general relativity
对并合黑洞双星的引力波和电磁波同时观测可以为引力物理、吸积和宇宙学的研究提供独特的机会。在这里,我们进行全面的广义相对论,流体动力学模拟的等质量,非自旋BHBHs合并在一个circumbinary磁盘。我们发展的度量使用鲍姆加特夏皮罗柴田中村(BSSN)制定的爱因斯坦场方程与标准移动穿刺规范条件。我们通过高分辨率激波捕获(HRSC)方案处理流体动力学。我们从10 M的双星分离开始跟踪内旋,其中M是双星的总质量。我们假设圆盘的内半径为R_in~ 15 M,以考虑由二元力矩产生的中空。我们的磁盘延伸至R= 65 M,初始刻度高度为H/R=0.03-0.11。气体由伽马定律的状态方程控制,伽马等于5/3,4/3和1.1。在“早期螺旋”时期,允许微扰松弛,以提供准平稳的真实初始数据。然后,我们在“后期螺旋和合并”的时代演变的度量和物质。后来的模拟被设计成跟踪BHBH螺旋以下磁盘二元去耦,通过合并和衰荡,终止前粘度有时间来填补空洞的残余物。我们计算的气体流量和吸积率和估计的电磁光度由于韧致辐射和同步辐射作为光学薄磁盘的扰动。对于一个10^8 M_sun的双星,其光度的同步分量在红外波段达到峰值,并且应该可以被WFIRST和可能的LSST探测到,该双星嵌入在一个圆盘中,在z=1时密度为n~10^12/cm^3,在去耦时开始的最大值为$L~10^46 n_12^2 M_8^3 erg/s,在约1…
2011-07-10 astro-ph.HE gr-qc
Disks Around Merging Binary Black Holes: From GW150914 to Supermassive Black Holes
我们在完全广义相对论下对质量比为36:29的非自旋黑洞双星进行了磁流体动力学模拟。我们调查不同的磁盘模型,不同的规模高度,总尺寸和磁场量化的鲁棒性,以前的模拟初始磁盘模型。将我们的模拟缩放到LIGO GW 150914,我们发现这样的系统可以解释可能的引力波和电磁对应物,例如在GW 150915结束后0.4秒报告的费米GBM硬X射线信号。将我们的模拟缩放到超大质量二元黑洞,我们发现,可观察到的流动特性,如吸积率周期性,整个螺旋,合并和合并后,磁盘温度,热频率的出现,以及合并和喷气流出之间的时间延迟,我们在早期的研究报告显示只有适度的依赖于我们在这里考虑的初始磁盘模型。
2018-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Gravitational waves from black hole-neutron star binaries I: Classification of waveforms
利用我们的新的数值相对论程序SACRA,对黑洞(BH)-中子星(NS)双星的螺旋和合并过程进行了长期模拟,重点研究了引力波形。作为初始条件,采用改进的移动穿孔方法制备了处于准平衡态的BH-NS二元系。BH采用无旋运动穿刺模型,NS采用$Γ=2$多方状态方程和无旋速度场。BH与NS的质量比$Q=M_{\rm BH}/M_{\rm NS}$在1.5和5之间的范围内选择。由${\cal C}=GM_{\rm NS}/c^2R_{\rm NS}$定义的NS的紧凑度被选择为在0.145和0.178之间。对于大的$Q$值,NS不被潮汐破坏,只是被BH吞噬,引力波的特点是螺旋,合并,和振铃波形。在这种情况下,波形定性地与BH-BH双星的波形相同。对于足够小的$Q \alt 2$值,NS可能在被BH吞噬之前被潮汐破坏。在这种情况下,合并和衰荡波形的振幅非常低,因此,引力波的特征在于螺旋波形和随后的快速衰减。合并和振铃波形的差异清楚地反映在频谱形状和"截止"频率上,在该频率以上频谱振幅急剧下降。当NS没有潮汐中断时(例如,对于Q = 5),由非对称引力波辐射引起的反冲速度与BH-BH双星合并时的反冲速度近似一致,而在发生潮汐扰动的情况下,反冲速度被显著抑制。
2012-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic gas accretion onto supermassive black Hole binaries from inspiral through merger
本文开发了3D GRMHD框架模拟超大质量黑洞双星从旋进到并合的吸积过程,发现并合时光度突增约50%,流体冲力压强调节视界磁通量比例,为引力波探测提供关键电磁信号参考。
2025-08-23 astro-ph.HE gr-qc
Longterm general relativistic simulation of binary neutron stars collapsing to a black hole
作为先前工作\cite{Shibata:2006nm}的扩展,对双中子星合并进行了广义相对论模拟。我们准备一个大的初始轨道分离的二元中子星,并采用移动穿刺配方,这使得合并和振铃阶段,即使在黑洞形成后很长一段时间。对于由冷中子星组成的吸气中子星,采用Akmal-Pandhalipande-Ravenhall(APR)状态方程进行模拟。在合并开始后,使用混合型EOS;即,冷部分和热部分分别由APR和PDMATHAMN定律EOS给出。制备了三个质量均为$1.4M_\odot,1.45M_\odot,1.5M_\odot$的等质量双星和两个质量分别为1.3- $1.6M_\odot$和1.35- $1.65M_\odot$的不等质量双星。我们主要集中在黑洞形成的情况下,并探讨质量和自旋的黑洞,质量的磁盘包围的黑洞,和引力波发射过程中的黑洞形成。我们发现:(i)对于质量比为$m_0=2.9$- $3.0M_\odot$和质量比为$\approx 0.8$的系统,所形成的黑洞周围的盘的质量为0.006-$0.02M_{\odot}$ ;(ii)在动力学时间尺度上,当合并后形成一个黑洞时,所形成的黑洞的自旋为$0.78 \pm 0.02$。这个值与总质量和质量比的关系很弱,比由非自旋双黑洞组成的黑洞的质量比大0.1左右;(iii)对于黑洞形成情况,在合并和衰荡阶段发射的引力波的傅立叶谱形状具有与…
2009-08-31 astro-ph.HE gr-qc
Adapted gauge to a quasilocal measure of the black holes recoil
我们探讨不同的规范选择在移动穿刺制定,以提高线性动量测量的准确性评估的残留黑洞合并产生的二进制的地平线上。特别是,受常数值研究的启发,我们通过可变移位参数$mη(\vec{r}(t))$设计了一个规范,使得它具有较低的渐近(在轨道穿刺)值,而在最终的孔视界的标准值为2。这个选择然后跟随残余的黑洞,因为它的净反冲速度移动。我们发现,这种选择保持了准确性的二进制的演变,一旦渐近值的参数$mη$被选择约或低于1.0,它产生更准确的结果比相应的评价在无穷远的辐射线动量的反冲速度,典型的数值分辨率。我们还发现,选择的$\partial_t$规范(在我们的工作分辨率)是更准确的计算反冲速度比$\partial_0$规范在这方面。详细研究了不等质量的$q=m_1/m_2=1/3$ nonspinning二,然后验证其他质量比$(q=1/2,1/5)$和旋转$(q=1)$二黑洞合并。
2020-06-08 astro-ph.HE gr-qc
Black hole spectroscopy horizons for current and future gravitational wave detectors
黑洞光谱学是在双黑洞合并的衰荡中观测多个准正规模的一种方法。除了基本的四极模式,泛音和更高的谐波可能存在,并在引力波信号中检测到,允许无毛定理的测试。我们详细分析了标准Rayleigh准则的优点和缺点,提供了一个Fisher矩阵误差估计,我们发现,该准则是有用的,但过于限制。因此,我们鼓励使用保守的高贝叶斯因子阈值来获得当前和未来探测器的黑洞光谱视野,即,距离(天空位置和双星倾角的平均值),在该距离内可以检测到一个或多个附加模式,并且可以确信地彼此区分。我们建立了我们所有的搜索额外的模式开始在$t = 10(M_1+M_2)$后的峰值振幅在模拟信号的圆形非自旋二进制。一个不可知的多模分析使我们能够排名次主导模式:对于几乎相等的质量的二进制,我们发现$(\ell, m, n) = (2,2,1)$和$(3,3,0)$,非常不对称的二进制,$(3,3,0)$和$(4,4,0)$,分别为第二和第三模式。在目前的估计率重恒星质量的二进制黑洞合并,与45和100之间的太阳质量的主要质量,我们预计在我们保守的估计$(2,2,1)$光谱地平线的$0.03 - 0.10\ {\rm yr}^{-1}$ LIGO在设计灵敏度和$(0.6 - 2.4) \times 10^3\ {\rm yr}^{-1}$未来的第三代地基探测器宇宙探测器合并的事件率。
2022-01-25 astro-ph.HE gr-qc
Eccentric Binary Black Hole Simulations with Numerical Relativity
本研究优化了偏心双黑洞数值模拟的技术参数,验证了并合时间与偏心率的后牛顿因子关系,完成30组不同偏心率和质量比的模拟,为偏心双黑洞引力波形目录及参数估计提供基础。
2025-01-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Correlations in gravitational-wave reconstructions from eccentric binaries: A case study with GW151226 and GW170608
本研究通过模拟和真实事件GW151226、GW170608,发现偏心双星参数估计中质量与偏心率相关,并利用偏心模型将两者偏心率分别限制为<0.15和<0.12。
2023-11-13 astro-ph.HE gr-qc
Evolution of a black hole cluster in full general relativity
本文首次在完全广义相对论中模拟由25个等质量无自旋黑洞组成的致密N体团簇,验证了黑洞失控增长、自旋减慢、高速抛射及偏心直接碰撞并合等预测,并表明其引力波信号可被下一代观测台广泛探测。
2025-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Extracting linear and nonlinear quasinormal modes from black hole merger simulations
本文开发了一种拟合算法,从SXS数值相对论模拟目录的500多个双黑洞并合模拟中提取线性和非线性准正则模式的振幅与相位,并提出了基于前身性质的拟合公式。
2025-07-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Modeling the postmerger gravitational wave signal and extracting binary properties from future binary neutron star detections
引力波天文学在测量控制冷的超核物质的状态方程方面已经确立了它的作用。迄今为止,在不久的将来,对中子星双星的引力波测量很可能仅限于内螺旋。然而,未来的升级和下一代引力波探测器将使我们能够探测到两颗恒星合并后发出的引力波特征,当时的密度超过了单个中子星的密度。因此,合并后的引力波信号使超核物质的研究在其极限。为了支持这一系列的研究,我们提出了新的和更新的现象学的二元属性和特征的合并后的演变之间的关系。最值得注意的是,我们得到了一个更新的关系连接的质量加权潮汐变形和最大中子星质量的主要发射频率的合并后的频谱。与配置独立的贝叶斯分析,使用简化的洛伦兹模型函数的帮助下,我们发现,合并后残留物的主要发射频率,为$8$及以上的信噪比,可以提取在1西格玛的不确定性约为100 Hz的先进LIGO和先进处女座的设计灵敏度。在某些情况下,即使合并后信噪比为$4$也足以确定主要发射频率。这将使我们能够测量二进制和状态方程的属性从合并后,执行之间的一致性检查的不同部分的二进制中子星合并,并把我们的物理解释中子星合并的测试。
2019-07-04 astro-ph.HE gr-qc
Effects of neutron-star dynamic tides on gravitational waveforms within the effective-one-body approach
从合并产生的引力波中提取关于超致密核物质的独特信息,中子星双星需要可靠的信号理论模型。我们开发了一种新的有效的一体波形模型,其中包括,第一次,动态(而不是只有绝热)的中子星潮汐,以及合并信号的中子星-黑洞双星。我们证明了动态潮汐的重要性,通过比较我们的模型对新的数值相对论模拟nonspinning中子星-黑洞双星跨越超过24个引力波周期,和其他现有的数值模拟双中子星系统。此外,我们推导出一个有效的描述,明确的依赖于两个关键参数:潮汐变形和基本振荡频率的物质效应。
2016-05-09 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Nonlinear mode-tide coupling in coalescing binary neutron stars with relativistic corrections
在广义相对论中计算了非自旋中子星的内模及其潮汐度规微扰,确定了相对论修正对模耦合的影响。有人声称,一个新的流体动力学不稳定性可能发生在一个双中子星系统中的一个中子星中,这是由伴星的潮汐场与其中的p模和g模对的非线性耦合触发的,因为双中子星正朝着合并的方向旋转。这种“PG”不稳定性可能是重要的,因为它可以通过提取轨道能量来影响双星的内旋相位,从而可能导致它们的引力波形与理论模型预测的引力波形有很大的偏差,这可能导致不正确的参数估计,最好的情况下,或者合并未被发现,最坏的情况下,由于使用缺陷的波形模型。另一方面,通过引力波观测,对这种不稳定性及其对双星轨道的影响进行更好的建模,可以揭示一种新的现象,并揭示恒星不稳定性。到目前为止,所有的模-潮耦合不稳定性研究都是在牛顿微扰理论中进行的。中子星是紧凑的物体,因此相对论修正可能很重要。我们提出并测试了一个新的代码来计算非旋转相对论恒星的相对论本征模。我们利用这些相对论潮汐和中子星本征模计算了几个选定的状态方程的模-潮汐耦合强度(MTCS)。因此计算的MTCS可以是最多百分之几十的不同,从它的纯牛顿值,但我们确认的依赖性轨道分离和状态方程的牛顿计算发现。对于某些物态方程,MTCS对中子星壳区非常敏感,这说明了精确处理这一区域的重要性。
2022-09-29 astro-ph.HE gr-qc
High accuracy post-Newtonian and numerical relativity comparisons involving higher modes for eccentric binary black holes and a dominant mode eccentric inspiral-merger-ringdown model
比较了精确到后牛顿三阶的后牛顿(PN)理论计算的离心轨道上螺旋形致密双星引力波的球谐模与数值相对论(NR)模拟计算的双黑洞(BBH)引力波的球谐模。我们结合两种方法(PN和NR)的结果,构建时域混合波形,描述了完整的演变BBH合并通过吸气合并振铃(IMR)阶段。这些杂交,然后用于构建一个完全解析的主导模式($\ell$ =2,$|m|$ =2)偏心IMR模型。一个简单的扩展到多模式模型的基础上,这个主导模式模型。与准圆形IMR波形模型的重叠,包括更高模式的影响,在时间和相移上最大化,暗示了在分析比$\sim 80 M_{\odot}$轻的BBH时,在引力波形中包括偏心率的重要性(不匹配$>1\%$),而不管二进制的偏心率(当它进入LIGO波段时)或质量比。偏心率和更高的模式的综合影响似乎变得更加明显,通过较小的重叠与倾斜角和质量比的增加。此外,我们表明,国家的最先进的准圆形模型,包括更高的模式的效果将不足以提取源的初始偏心率$e_0$ $\gtrsim0.1$的信号属性。
2022-12-06 astro-ph.HE gr-qc
Intermediate-mass-ratio black hole binaries: intertwining numerical and perturbative techniques
我们详细描述了完整的数值和微扰技术来计算引力辐射从中等质量比黑洞双星inspirals和合并。我们对质量比q=1/10和q=1/15的非自旋黑洞进行了一系列完整的数值模拟,采用不同的初始距离和不同的有限差分分辨率。为了执行这些完整的数值运行,我们调整了移动穿孔方法的规范,其中具有用于移位的可变阻尼项。我们还推导出一个外推(到无限半径)公式的波形提取在有限半径。对于微扰演化,我们使用完整的数值轨道,转化为史瓦西规范,在Regge-Wheller-Zerilli Schwarzschild微扰形式主义的源项。然后,我们扩展了这种微扰形式主义,考虑到小的内在自旋的大黑洞,并验证它通过计算准正规模式的频率,我们发现很好的协议自旋|a/M| <0.3。当比较完整的数值波形和微扰波形时,包括最后的自旋改善了重叠函数,对于前导(l,m)=(2,2)和(3,3)模式达到99.5%,对于q=1/10情况下的非前导(2,1)模式达到98.3%,其中包括合并前的8个轨道。对于q=1/15的情况下,我们得到的重叠近99.7%的所有三个模式。我们讨论了建模的充分inspiral和合并的基础上结合匹配后牛顿,全数值,测地线轨迹。
2010-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Electromagnetic Signatures from Supermassive Binary Black Holes Approaching Merger
我们提出完全相对论性的预测电磁辐射产生的吸积盘周围的旋转和非旋转的超大质量的二进制黑洞合并的边缘。我们使用代码Bothros后处理数据从三维广义相对论磁流体动力学模拟通过射线追踪计算。这些模拟对环联星盘和迷你盘的动力学进行了建模,这些迷你盘围绕两个质量相等的黑洞以20个引力半径的初始间距绕着彼此运行,并使系统在螺旋区域中演化超过10个轨道。我们模型的排放量的总和的热黑体辐射的光学厚吸积盘和幂律谱延伸到硬X射线发射的热光学薄日冕。我们产生的随时间变化的光谱,图像和光变曲线在不同的频率调查固有的周期性信号的排放,以及黑洞自旋的影响。我们发现,由于较小的最内层稳定圆轨道角动量需要更多的耗散之前,物质暴跌到地平线上的黑洞自旋使迷你磁盘更明亮。然而,与具有旋转黑洞的较大分离双星中的迷你盘相比,我们的迷你盘不那么明亮:与那些系统不同,它们的质量吸积率低于环双星盘,并且它们的辐射效率较低,因为它们的流入时间较短。与质量和吸积率匹配的单个黑洞系统相比,这些双星在紫外线下的光谱明显较弱且较软。最后,我们讨论了这些系统的潜在的可观测性,我们的研究结果的影响。
2022-04-15 astro-ph.HE
Classification of the equation of state of neutron stars via sparse dictionary learning
Universitat de València(瓦伦西亚大学);Observatori Astronòmic, Universitat de València(瓦伦西亚大学天文台)
本研究利用稀疏字典学习方法,通过后合并引力波信号对不同中子星方程类型进行分类,实现了在不同探测器灵敏度下的高准确率识别。
2025-12-18 astro-ph.HE gr-qc
Frequency domain model of $f$-mode dynamic tides in gravitational waveforms from compact binary inspirals
最近从中子星双星螺旋GW 170817中探测到的引力波(GWs)为探测物质和基本相互作用开辟了一条独特的途径。从观测到的GWs中提取关于中子星物质的信息需要稳健且计算效率高的理论波形模型。我们开发了一个近似的频域GW相位模型的主要GW签名的物质:动态潮汐与中子星的基本振荡模式($f$模式)。我们专注于非旋转物体的圆形轨道上,并证明,尽管其数学简单,新的“$f$模式潮汐”(fmtidic)模型是在良好的协议与有效的一个机构的动力学潮汐模型高达GW频率的$\gtrsim 1$ kHz,并给出物理意义的潮汐模型调整到数值相对论捕捉到的现象的一部分。fmtidad模型的优点在于,它明确了GW定相对特征状态方程参数的依赖性,即,潮汐变形率和$f$模式频率;它是计算有效的;并且它可以容易地添加到任何频域基线波形。fmtidad模型很容易服从未来的改进,并提供了第一步的手段,独立测量额外的基本属性的中子星物质超出潮汐变形能力,以及执行新的测试广义相对论从GW的观测。
2019-10-04 astro-ph.HE gr-qc
Measurability of the tidal polarizability of neutron stars in late-inspiral gravitational-wave signals
来自螺旋状中子中子星的引力波信号包含了核物质状态方程的信息。这一信息包含在两颗中子星的潮汐极化率参数的组合中,在螺旋晚期,也就是合并之前,这一信息最为清晰。我们使用最近定义的潮汐扩展的有效单体形式主义,构建一个受控的分析描述的频域定相的中子星吸入合并。利用这一解析描述,我们发现利用先进的LIGO-Virgo探测器网络可以从具有合理信噪比$ρ=16$的引力波信号中测量中子星的潮汐极化率参数。这个可测量性结果似乎适用于所有导致最大质量大于$1.97M_\odot$的核状态方程。我们还提出了一个很有前途的新的方式提取信息的核物质状态方程从相干分析的一个系综的引力波观测单独的二进制合并事件。
2012-03-20 astro-ph.HE gr-qc
Distinguishing high-mass binary neutron stars from binary black holes with second- and third-generation gravitational wave observatories
虽然引力波(GW)信号GW 170817伴随着各种电磁(EM)对应物,但足够高质量的双星中子星(BNS)合并预计无法为明亮的EM对应物提供动力。假设的高质量双星BNS合并GW 190425,没有确认的EM对应物已经被识别,可能是这样一个系统的例子。因此,重要的是要了解我们能够在多大程度上区分高质量BNS和低质量双黑洞(BBH),仅仅从它们的GW信号。要做到这一点,我们考虑的潮汐变形性的中子星上的GW信号的系统进行即时黑洞合并后形成的印记。我们使用混合数值相对论-潮汐有效单体波形模型的BNS信号。具体来说,我们考虑一组五个nonspinning等质量BNS信号的质量为2.7,3.0,3.2 Msun和三个不同的状态方程,以及类似的BBH信号。我们在三个网络中对这些信号进行参数估计:Advanced LIGO-Advanced Virgo和Advanced LIGO-Advanced Virgo-KAGRA,灵敏度分别与O3和O 4相似,以及两个宇宙探索者(CE)和一个爱因斯坦望远镜的3G网络,CE灵敏度与第二阶段相似。我们的分析表明,即使在40 Mpc下,我们也无法在90%的可信度水平上区分来自大质量BNS和BBH的信号。然而,我们可以区分所有,但最紧凑的BNS,我们在我们的研究中考虑BBH在40 Mpc在一个>= 95%的可信水平使用O 4-类网络,甚至可以区分他们在一个> 99.…
2020-04-18 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Excitation of f-modes during mergers of spinning binary neutron star
潮汐效应对包含中子星(NS)的双星合并最后阶段发射的引力波(GW)有重要的影响。当NS振荡与轨道运动发生共振时,动力潮汐可能很重要;理解这一过程对于准确建模这些二元体的GW发射以及从GW数据中提取NS信息非常重要。本文系统地研究了聚并双星中自旋NS基模的潮汐激发,重点研究了NS自旋与轨道角动量反向排列的情况,在这种情况下,潮汐共振最有可能发生.我们首先扩展NS振荡到恒星本征模式,然后得到一个哈密顿量,支配潮汐耦合轨道模式的演变。接下来,我们找到了一个新的近似,可以导致潮汐激发的解析表达式的高精度,并在所有制度的二元演化:绝热,共振和后共振是有效的。使用密切轨道的方法,我们得到半解析近似的轨道演化和GW的排放量,他们的协议与数值结果给我们信心,在我们的理解系统的动力学。特别是,我们恢复的平均后共振演化,这不同于前共振点粒子轨道的轨道能量和角动量的变化,以及由潮汐运动驱动的瞬时扰动。最后,我们利用Fisher矩阵技术研究了动力潮汐对参数估计的影响。我们发现,动力潮汐可能会提供一个额外的渠道来研究的物理NS。本文提出的方法具有通用性,不局限于f模式,也可应用于其他类型的潮汐。
2020-06-04 astro-ph.HE gr-qc
Dynamical ejecta of neutron star mergers with nucleonic weak processes I: Nucleosynthesis
本文研究了中微子相互作用对r-过程元素核合成的影响,以及在中子星-中子星(NS-NS)合并的动力学喷出物中合成的放射性元素所产生的加热率。我们研究了从四个NS-NS合并系统喷出的材料的流体动力学模拟的基础上,处理中微子效应在一个精心设计的方式,包括中微子与物质的光学厚区域和光学薄区域的再吸收平衡。我们发现,中子丰富的动态喷出物是显着的合并后残留物发出的中微子的影响,特别是当相比,忽略所有中微子相互作用的情况下。我们的核合成结果表明,产生了类似太阳的分布的r-过程元素的质量数$A \gtrsim 90$,包括显着富集Sr和减少生产的锕系元素相比,模拟不包括核子弱过程。动态喷射物质的组成以及相应的放射性衰变加热率被发现是相当独立的系统质量不对称性和所采用的状态方程。这种近似简并的丰度模式和加热速率可以有利于提取的喷出物的性质从kilonova观测,至少如果动力学分量占主导地位的整体喷出物。本工作的第二部分将研究我们的四个NS合并模型的动力学喷出物产生的光变曲线。
2021-11-20 astro-ph.HE
Probing ultralight bosons with LISA observations of spinning black hole mergers and follow-up searches of merger remnants
Perimeter Institute for Theoretical Physics(Perimeter理论物理研究所);University of Waterloo(滑铁卢大学);Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)(马克斯·普朗克引力物理学研究所(爱因斯坦研究所))
本研究基于LISA观测大质量黑洞双体并合及后续遗迹搜索,通过黑洞自旋测量和引力波搜索,预测了标量与矢量超轻玻色子的质量限制及探测概率,为超轻玻色子的探测提供了前景。
2026-08-11 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Bayesian inference for gravitational waves from binary neutron star mergers in third-generation observatories
第三代(3G)引力波探测器将以前所未有的精确度观测数千颗合并的中子星双星。由于高信噪比和长持续时间的信号,从这些信号中提取最高精度的科学预计是具有挑战性的。我们证明,目前的贝叶斯推断范例可以扩展到二进制中子星信号的分析,而不会打破计算银行。我们构建了降阶模型的$\sim 90\,\mathrm{minute}$长引力波信号,覆盖观测波段($5-2048\,\mathrm{Hz}$),加快了推理的一个因素相比,没有降阶模型的计算时间$\sim 1.3\times 10^4$。降阶模型包括关键的物理,包括潮汐变形,振幅调制由于地球的旋转,和自旋引起的轨道进动的影响。我们展示了降阶建模如何加速对包含多个重叠引力波信号的数据的推断,并将加速确定为重叠信号数量的函数。因此,我们得出结论,贝叶斯推断是计算上易于处理的长寿,重叠,高信号噪声比的事件存在于3G观测站。
2021-08-23 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Probing dipole radiation from binary neutron stars with ground-based laser-interferometer and atom-interferometer gravitational-wave observatories
原子干涉引力波(GW)观测站作为一种新型的地基GW探测器,具有较低的观测灵敏度。以原子干涉仪--昭山长基线原子干涉仪引力天线(ZAIGA)及其升级版(Z+)为例,研究了原子干涉仪如何与地面激光干涉仪互补,用于测量双星中子星(BNS)合并产生的引力偶极辐射。这样的测试对于更好地理解强等效原理是很重要的,强等效原理是爱因斯坦广义相对论的核心。为了获得统计上合理的结果,我们抽样BNS系统根据他们的合并率和人口,从中我们研究的参数化偶极子辐射参数$B$的预期范围。从地面激光干涉仪和原子干涉仪ZAIGA/Z+的组合中提取BNS参数和偶极辐射,与地面激光干涉仪单独相比,我们有权获得几倍到几个数量级的$B$的更严格的界限,最终达到$|B| \lesssim 10^{-9}$(与ZAIGA)和$|B| \lesssim 10^{-10}$(与Z+)的水平。
2021-08-18 astro-ph.HE gr-qc
Extracting Astrophysical Information of Highly-Eccentric Binaries in the Millihertz Gravitational Wave Band
UCLA(加州大学洛杉矶分校);Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics, Department of Physics and Astronomy, UCLA(加州大学洛杉矶分校物理与天文学系马尼·L·巴乌米克理论物理研究所);LIGO Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院LIGO实验室);Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学物理系);RESCEU, The University of Tokyo(东京大学RESCEU);Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Parks Road, Oxford(牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心);Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系);Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校天文与天体物理学系);Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute(西蒙斯基金会平顿研究所计算天体物理中心)
本研究通过分析高偏心致密双星在毫赫兹频段的引力波信号,展示了如何精确测量其轨道参数,并评估了LISA探测器的实际可探测性。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Modeling Relative Peak Times of Gravitational Wave Harmonics
本文提出两种半解析方法,用于预测引力波谐波模式的相对峰值时间差异,通过残余质量、自旋和即时频率输入,结合反向单体模型和类时测地线运动,提高了对二黑洞并合引力波的建模精度。
2025-12-16 astro-ph.HE gr-qc
Characterizing Astrophysical Binary Neutron Stars with Gravitational Waves
合并的双中子星被认为主要是通过孤立的双演化形成的。在这个标准的形成场景中,第一个出生的中子星经历了一个再循环过程,并且可能在最后的螺旋中快速旋转,而第二个出生的恒星预计在合并时实际上是零自旋。基于这一特点,我们提出了一个新的框架,从他们的引力波发射观测的天体物理特征的中子星。我们进一步提出了一个先验的回收中子星,形状参数为2和尺度参数为0.012的伽玛分布的无量纲自旋,外推从银河系双中子星的射电脉冲星观测。解释GW170817和GW190425的背景下,标准的形成方案,并采用伽玛分布先验,我们发现积极的支持(贝叶斯因子为6,在非自旋假设)旋转回收中子星GW190425,而自旋的回收中子星GW170817是小的,与我们的先验一致。我们测量了GW170817和GW190425中回收(慢)中子星的质量分别为$1.34_{-0.09}^{+0.12}$ $(1.38_{-0.11}^{+0.11})$ $M_{\odot}$和$1.64_{-0.11}^{+0.13}$ $(1.66_{-0.12}^{+0.12})$ $M_{\odot}$,具有$68\%$的可信度。我们讨论了这两个事件的天体物理起源的影响,并概述了未来的前景,研究二元中子星使用我们的框架。
2020-10-08 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Scalable and sequential inference of the neutron star equation of state with the Einstein Telescope
Utrecht University(乌得勒支大学);Nikhef(尼赫夫国家粒子物理研究所);University of Potsdam(波茨坦大学)
针对未来引力波探测器海量双中子星并合事件,提出混合序贯蒙特卡洛算法,实现状态方程后验的批量自适应更新,在单GPU上数小时处理约1500次事件,为实时分层推断提供可行方案。
2026-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Data-driven extraction, phenomenology and modeling of eccentric harmonics in binary black hole merger waveforms
Kavli Institute for Theoretical Physics, University of California Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所);Theoretical AstroPhysics Including Relativity and Cosmology, California Institute of Technology(加州理工学院理论天体物理学(含相对论与宇宙学));Department of Physics, University of California at Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校物理系);International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research(印度塔塔基础研究院国际理论科学中心);Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系);School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study(普林斯顿高等研究院自然科学院);TAPIR, Walter Burke Institute for Theoretical Physics, California Institute of Technology(加州理工学院沃尔特·伯克理论物理研究所 TAPIR);Department of Particle Physics & Astrophysics, Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所粒子物理与天体物理系)
提出基于奇异值分解的数据驱动框架,从有效单体形式论波形中提取偏心谐波,并给出解析拟合公式,用于高效搜索和参数估计偏心并合。
2026-06-23 astro-ph.HE gr-qc
A study of the agreement between binary neutron star ejecta models derived from numerical relativity simulations
本研究比较了基于数值相对论模拟的双中子星抛射物模型,发现模型间差异常大于假设误差,且外推至校准窗口外极不可靠,需更强约束。
2022-07-15 astro-ph.HE
Robust parameter estimation within minutes on gravitational wave signals from binary neutron star inspirals
本文扩展Jim参数估计框架,结合相对分箱、jax加速与归一化流,实现对含潮汐效应的双中子星并合引力波在几十分钟内的完整贝叶斯参数估计,显著提升计算效率并兼顾生态友好性。
2025-11-09 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc