Second Einstein Telescope Mock Science Challenge : Detection of the GW Stochastic Background from Compact Binary Coalescences
我们提出了在第二次爱因斯坦望远镜模拟数据和科学挑战期间寻找天体物理引力波随机背景的结果。假设可以单独检测到最响亮的源,并从数据中删除,我们表明,残留的背景可以恢复与$1%$的准确性与标准的互相关统计,校正后的系统偏差,由于各向同性的来源。
2014-04-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Compact Binary Coalescences in the Band of Ground-based Gravitational-Wave Detectors
随着地面引力波望远镜LIGO,Virgo和GEO 600接近第一次探测的时代,我们回顾了合并中子星和黑洞双星的合并率和质量和自旋分布的现有知识。我们强调引力波天文学和传统天体物理学之间的双向联系。天体物理学的投入将使人们有可能就最佳探测器配置和搜索技术作出明智的决定。与此同时,速率上限、探测到的合并速率以及引力波搜索测量的质量和自旋分布将通过与天体物理模型的比较来约束天体物理参数。未来的发展必要的引力波天文学的成功进行了讨论。
2010-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Coalescence Time of Compact Binary Systems
紧密的双星系统由于引力波的辐射而随时间合并,遵循广义相对论的场方程。能量和角动量守恒对轨道物体之间的分离和轨道偏心率($e$)的演变作了数学描述。我们发展了一个改进的分析解决方案的合并时间的圆形二元系统与任意半长轴,第一后牛顿(1PN)的准确性。对圆轨道($e=0$)的四重近似和1PN近似的结果进行了比较。
2020-04-09 astro-ph.HE gr-qc
Detectability of Gravitational Waves from the Coalescence of Massive Primordial Black Holes with Initial Clustering
我们发现初始非高斯聚集效应可以显著提高原初黑洞(PBH)合并的事件率。这种集群的影响进行了研究,在一个特定的情况下,多流通货膨胀。初始聚类使得有可能通过LISA和DECIGO/BBO等天基引力波干涉仪探测大规模PBH合并。地基探测器探测PBH合并的参数制度也得到了扩展。
2020-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Uncertainty in predicting the stochastic gravitational wave background from compact binary coalescences
University of Zurich(苏黎世大学);Univ. Savoie Mont Blanc, CNRS, Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules - IN2P3(萨瓦-蒙布朗大学、法国国家科学研究中心、阿讷西粒子物理实验室)
本研究通过综合评估双星并合背景的不确定性,提供了一种全面预测随机引力波背景的方法,以辅助未来探测的解释。
2026-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Two-dimensional correlation function of binary black hole coalescences
我们计算了LIGO-Virgo第一次和第二次观测中双星黑洞合并探测的二维关联函数。通过将观测到的关联函数与两个参考函数进行比较,对双星黑洞合并事件的天空分布进行了不同角度尺度的相关性测试,这两个参考函数是从天空中均匀分布的定位误差区域的模拟数据集获得的。在三个$σ$置信水平下,关联函数的幂律斜率估计为$γ= 2.24\pm 0.33$,与观测到的星系分布一致。
2020-07-07 astro-ph.HE gr-qc
Probing gravitational wave polarizations with signals from compact binary coalescences
在这份技术报告中,我们研究了使用地面探测器网络直接测量引力波偏振的可能性,这些信号来自紧凑的二元聚结。我们提出了一个简单的数据分析方法来部分实现这一点,假设存在一个强信号以及捕获的GR模板。
2017-10-10 gr-qc
Measuring gravitational waves from binary black hole coalescences: I. Signal to noise for inspiral, merger, and ringdown
我们估计预期的信噪比(SNR)从三个阶段(螺旋,合并,衰荡)的合并二进制黑洞(BBH)的初始和先进的地基干涉仪(LIGO/VIRGO)和天基干涉仪(LISA)。LIGO/VIRGO可以在几个到大约2000个太阳质量的质量范围内进行中等信噪比(几十个),中等精度的BBH聚并研究; LISA可以在大约10^5到10^8个太阳质量的质量范围内进行高信噪比(10^4量级)的高精度研究。BBH很可能是LIGO/VIRGO探测到的第一个源:它们的可见距离比合并的中子星双星大得多(初始干涉仪可达500 Mpc)(迄今为止被认为是LIGO/VIRGO的“面包和黄油”主力源,初始干涉仪可看到约30 Mpc)。低质量的BBH(初始LIGO干涉仪最大50个太阳质量;高级干涉仪最大100个太阳质量; LISA最大10^6个太阳质量)最好通过它们被熟知的螺旋波来搜索;更高质量的BBH必须通过它们被知之甚少的合并波和/或它们被熟知的振铃波来搜索。基于衰荡波的大质量BBH匹配滤波搜索应该能够找到质量范围为100至700太阳质量到200 Mpc(初始LIGO干涉仪)的BBH,以及200至3000太阳质量到z=1(先进干涉仪)。所需的模板数量级为6000或更少。使用“噪声监视”搜索算法,在不详细了解波形形状的情况下,基于合并波的搜索可以将检测到的大量BBH的数量增加到从螺旋波和振铃波发现的数量的10倍或更多倍。来自…
1997-11-04 astro-ph gr-qc
Comment on "Probing gravitational wave polarizations with signals from compact binary coalescences"
在最近的一篇论文“Probing引力波polarizations with signals from compact binary coalescences”(arXiv:1710.03794 [gr-qc])中,作者认为LIGO-Virgo网络对引力波的单次探测能够区分引力波的纯张量和纯矢量偏振。本文指出了作者分析中的一个错误,并指出只有在引力波沿干涉仪对张量或矢量偏振的零响应方向传播时,这种微分才是可能的。然而,LIGO-Virgo网络可以通过收集统计数据来区分纯张量和纯矢量偏振,正如我们在Phys. Scr中所展示的那样。92,125001(2017)。
2017-12-19 astro-ph.HE gr-qc
Searches for Mass-Asymmetric Compact Binary Coalescence Events using Neural Networks in the LIGO/Virgo Third Observation Period
该研究用卷积神经网络分析 LIGO/Virgo O3 时频图像,搜索 0.01–20 Msun 的质量不对称致密双星并合,确认多干涉仪信息可提升检测性能,并给出并合率 90% 置信上限。
2022-12-06 gr-qc
A fully-coherent all-sky search for gravitational-waves from compact binary coalescences
本文介绍了一种全相干的方法来寻找黑洞和中子星双星合并产生的引力波信号。这将先前开发并用于有针对性的引力波搜索的相干分析扩展到全天、全天搜索。我们将搜索应用于LIGO探测器第五次科学运行期间采集的一个月的数据。我们证明,与巧合搜索相比,灵敏度提高了25%,这与预期相称。最后,我们讨论了在先进的引力波探测器数据中实施和运行对来自双星合并的引力波信号的相干搜索的前景。
2015-09-11 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for early localization of gravitational-wave signals from compact binary coalescences with advanced detectors
可探测到的引力波的一个主要候选来源是成对的恒星质量致密天体的螺旋和合并。先进的LIGO和先进的Virgo探测器将使科学家能够比第一代探测器更早地探测到来自更大质量系统的螺旋信号。来自两颗中子星合并的信号预计将在先进探测器的敏感波段停留数分钟,从而允许在系统最终合并之前进行探测。在这项工作中,在合并之前检测inspiral信号的前景,以及获得合适的源位置的天空区域的可能性进行了研究。由于信号的大部分是在聚结之前的最后10秒内累积的,因此带宽和定时精度在聚结之前的最后时刻大量累积。我们使用蒙特卡罗技术来估计天空定位的准确性,通过网络的地基干涉仪,如aLIGO和aVirgo。通过添加日本KAGRA探测器,表明聚并前的探测和三角测量是可行的。
2012-03-05 astro-ph.CO gr-qc
Compact binary coalescence and the science case for Einstein Telescope
爱因斯坦望远镜(ET)是一个可能的第三代地面引力波天文台,目前正在进行设计研究。一个简短的(和非详尽的)概述了ET的预测能力,通过观测的吸气和合并紧凑的双星天体物理学和宇宙学。特别是,ET将使我们对中子星和黑洞的质量函数、中子星的内部结构、宇宙学时间尺度上的合并速率的演化以及整个宇宙的几何和动力学有前所未有的了解。
2010-03-06 astro-ph.CO gr-qc
On the angular momentum of compact binary coalescence
针对广义相对论角动量的超平移歧义,本文证明新的超平移不变定义在致密双星并合的四极矩层面与经典定义一致。
2022-05-05 gr-qc
Binary black holes coalescence: transition from adiabatic inspiral to plunge
使用最近的两种技术,给出非微扰的重新总结的阻尼和保守的两体系统的动力学的一部分估计,我们描述了绝热螺旋和暴跌之间的过渡在二进制非自旋黑洞沿准圆轨道移动。
2000-11-14 gr-qc
Search for Gravitational Waves from Compact Binary Coalescence in LIGO and Virgo Data from S5 and VSR1
我们报告的结果,第一次搜索的引力波从紧凑的二进制合并使用的数据从LIGO和处女座探测器。在S5(LIGO)和VSR 1(Virgo)科学运行期间收集了五个月的数据。搜索的重点是总质量在2到35 Msun之间的二元合并信号。没有发现引力波。对于非自旋双中子星、黑洞-中子星系统和双黑洞,致密双星合并速率的累积90%置信上限分别为8.7 × 10 ^-3、2.2 × 10 ^-3和4.4 × 10 ^-4 yr^-1 L_10^-1,其中L_10是蓝色太阳光度的10^10倍。这些上限与天体物理学的预期进行了比较。
2010-05-25 gr-qc
Next-generation global gravitational-wave detector network: Impact of detector orientation on compact binary coalescence and stochastic gravitational-wave background searches
本研究探讨下一代引力波探测器网络中臂朝向对随机背景和致密双星并合搜索灵敏度的影响,提出优化方法并比较五种配置,表明全球协调建设该网络具有优势。
2025-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Searching for gravitational waves from binary coalescence
我们描述了从LIGO和Virgo数据中寻找致密二元聚结的引力波的实现。这种全天、全天、多探测器的双星合并搜索已被用于搜索最近LIGO和Virgo运行中获取的数据。搜索是围绕数据的匹配滤波器分析建立的,并通过许多信号一致性测试进行增强,这些测试旨在区分非高斯检测器噪声的伪影和潜在检测。我们使用高斯噪声和来自第五次LIGO科学运行的数据展示了搜索性能,并证明信号一致性测试能够减轻非高斯噪声的影响,并提供与高斯噪声相当的灵敏度。
2012-08-16 astro-ph.CO gr-qc
Search for Gravitational Waves from Low Mass Compact Binary Coalescence in 186 Days of LIGO's fifth Science Run
我们报告的搜索引力波从合并的紧凑的双星,总质量在2和35 Msun之间,使用LIGO观测2006年11月14日和2007年5月18日。没有探测到引力波信号。我们报告的上限紧凑的二元聚结率作为总质量的函数。LIGO对中子星、黑洞和黑洞-中子星系统双星合并的累积90%置信度上限分别为1.4 × 10 ^-2、7.3 × 10 ^-4和3.6 × 10 ^-3 yr^-1L_10^-1,其中L_10是蓝色太阳光度的10^10倍。
2009-10-05 gr-qc
Unraveling Binary Evolution from Gravitational-Wave Signals and Source Statistics
下一代地面引力波探测器很可能观测到来自致密天体双星合并的引力波。我们描述了最先进的致密二元聚结率的预测和报告的初步努力,以开发一个框架转换成改进的约束天体物理参数的引力波观测。
2010-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A targeted coherent search for gravitational waves from compact binary coalescences
我们提出了一种方法进行有针对性的,连贯的搜索紧凑的二进制聚结的细节。该搜索是专门为电磁瞬变,如伽马射线暴的后续行动。我们推导出高斯探测器噪声的相干搜索统计量,并讨论了一致性,多探测器搜索重合方法的好处。为了减轻非平稳数据的影响,我们引入了一些信号一致性测试,包括零信噪比,幅度一致性和几个$χ^{2}$测试。我们展示了高斯噪声和LIGO第四次科学运行的数据上的搜索性能,并验证了信号一致性测试能够消除大多数噪声瞬变,并且搜索的效率与高斯噪声中的效率相当。
2010-12-22 astro-ph.CO gr-qc
Singular value decomposition applied to compact binary coalescence gravitational-wave signals
本文研究了奇异值分解在紧二元引力波数据分析中的应用。我们发现,截断奇异值分解减少了一个数量级的重建精度高,分析一个给定的区域的紧凑的二进制聚结波形的参数空间所需的滤波器的数量。我们还计算了奇异值分解截断的预期信号损失的解析表达式。
2010-09-10 gr-qc physics.data-an
Binary Black Hole Coalescence
本文回顾了广义相对论中的两体问题,着重讨论了最近成功地数值求解场方程所揭示的黑洞合并的最后阶段。
2007-10-06 astro-ph gr-qc hep-th
Accelerating parameter estimation of gravitational waves from compact binary coalescence using adaptive frequency resolutions
贝叶斯参数估计的引力波从紧凑的二元聚结(CBC)通常需要超过数百万的计算昂贵的模板波形的评估。我们提出了一种技术,以减少成本的波形产生,利用啁啾行为的CBC信号。我们的技术不需要在分析中使用的频率范围内的所有频率的波形,并且不会由于波形的上采样而遭受固定成本。我们的方法加快了典型双星中子星信号的参数估计,对于$20\,\mathrm{Hz}$的低频截止,加快了$\mathcal{O}(10)$,对于$5\,\mathrm{Hz}$,加快了$\mathcal{O}(10^2)$。它不需要任何离线准备或由检测管道提供的源参数的准确估计。
2021-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Transition from inspiral to plunge in binary black hole coalescences
结合最近的技术,给出非微扰重新总结的两体动力学的阻尼和保守部分的估计,我们描述的绝热阶段和暴跌之间的过渡,在合并的二进制黑洞具有可比的质量准圆形轨道上移动。我们给出了初始动力学数据的数值相对论调查,与轨道的一小部分左,并提供,用于数据分析的目的,估计的引力波的形式发出的整个螺旋,暴跌和合并阶段。
2000-05-31 gr-qc
Neutron star spin-kick velocity correlation effect on binary neutron star coalescence rates and spin-orbit misalignment of the components
我们研究了年轻射电望远镜中观测到的中子星自旋-反冲速度排列对双中子星合并速率的影响。中子星形成的两种情况被认为是:当踢总是存在的,当它是小的或不存在的,如果一个中子星是形成在一个双星系统,由于电子捕获简并核心崩溃。的效果被证明是特别强的大踢幅度和紧密的对齐,减少预期的星系率的二进制中子星合并相比,随机定向踢计算。自旋-反冲关联也导致了更窄的NS自旋-轨道失调。
2007-10-24 astro-ph gr-qc
Interaction of misaligned magnetospheres in the coalescence of binary neutron stars
本文研究了双中子星系统中由无力磁层相互作用产生的电磁光度与偶极倾角的关系。我们发现,这种相互作用提取系统的动能和权力的坡印亭通量具有很强的依赖于偶极子的取向。这种依赖性可以与恒星相互作用时磁场的重新连接和重新分布有关。虽然坡印廷光度的细节在很大程度上取决于取向,但这里考虑的所有情况都辐射出大的坡印廷通量。这种强烈的辐射表明,双中子星系统的合并前阶段可以产生有趣的电磁对应的引力波事件。
2014-08-05 astro-ph.HE gr-qc
Composite gravitational-wave detection of compact binary coalescence
从致密双星中探测引力波依赖于对引力波探测器数据的计算繁重的处理。紧双星合并引力波的参数空间很大,最佳探测策略往往需要几乎冗余的计算。以前,它已被证明,奇异值分解的搜索过滤器删除冗余。在这里,我们将演示使用奇异值分解的复合检测统计。这可以极大地改善在大型紧凑二进制参数空间上计算上可行的快速检测方案的前景。
2011-01-03 gr-qc physics.data-an
Fast, faithful, frequency-domain effective-one-body waveforms for compact binary coalescences
从引力波观测中推断双星中子星的性质需要产生数百万个波形,每个波形在频率范围内跨越大约三个数量级。因此,波形模型必须有效地产生,并在同一时间,是忠实的后牛顿准绝热螺旋合并制度。这个问题的一个简单的解决方案是将有效的一体波形与固定相位近似相结合,以获得从任何低频到合并都有效的频域多极近似。我们表明,在后绝热近似中产生的有效的一体频域波形与当前的唯象模型和代理模型在计算上具有竞争力,(几乎)任意长,并且忠实于任何二进制参数的合并。同样的方法也可以用来有效地产生中等质量的二元黑洞螺旋波形检测天基干涉仪。
2020-11-30 astro-ph.HE gr-qc
Detecting compact binary coalescences with seedless clustering
致密双星并合是第二代干涉引力波探测器的一个很有前途的引力波源。虽然匹配滤波是良好建模系统的最佳搜索方法,但可以使用替代检测策略来防止理论错误(例如,涉及新的物理学和/或关于自旋/偏心率的假设),同时提供冗余度的测量。在以前的工作中,我们展示了如何使用“无籽聚类”来检测目标搜索和全天空搜索中的长寿命引力波瞬变。在本文中,我们应用无籽聚类的问题,低质量($M_\text{total}\leq10M_\odot$)的紧密二元凝聚的自旋和偏心系统。我们表明,无籽聚类提供了一个强大的和计算效率高的方法来检测低质量的紧凑型二进制文件。
2014-08-05 astro-ph.IM gr-qc
Compact binary coalescence parameter estimations for 2.5 post-Newtonian aligned spinning waveforms
我们研究的参数精度,可以实现先进的地面探测器的双螺旋黑洞和中子星。我们使用Arun等人(2009)的2.5 PN旋转波形。我们的主要结果是,错误是显着不同,从现有的2PN研究对齐自旋。虽然可以更准确地确定质量,但与较低PN阶的先前工作相比,测量单个自旋的准确度较低。我们还研究了几个区域的参数空间相关的预期来源和简单的先验的影响。旋转的组合可以测量到更高的精度,我们研究这可以告诉我们关于旋转系统的信息。
2012-05-09 astro-ph.CO gr-qc
Detecting cosmological gravitational waves background after removal of compact binary coalescences in future gravitational wave detectors
第三代引力波探测器灵敏度的提高为探测原初宇宙学随机引力波背景(SGWB)提供了可能。宇宙学SGWB的探测面临着一个新的挑战:它可能会被大量由黑洞和/或中子星组成的致密双星系统的合并所产生的前景所掩盖。在本文中,我们探讨了通过去除(开槽)单独解决的紧凑的二进制信号在时间-频率空间中减少这种前景的可能性。我们建立了这样的方法可以用来达到SGWB灵敏度地板定义的未解决的部分紧凑的二进制前景,我们发现之间的$Ω_{\rm GW} \sim (9.1 \times10^{-12} - 8.6\times10^{-11})$的频率无关的能量密度谱和取决于合并的二进制中子星系统的速度。由于第三代引力波探测器无法分辨所有的致密双星,致密双星前景中不可分辨的部分可能会限制SGWB用这些探测器进行搜索。
2022-09-23 astro-ph.CO gr-qc
Summary of cosmology with gravitational waves from compact binary coalescences
GW 170817与它的光学对应物重合,导致了第一个独立于宇宙学距离阶梯的哈勃常数的“标准塞壬”测量。舒茨的“统计”方法,预计在没有唯一确定的主机工作,也开始带来其第一次估计。在这项工作中,我们报告的哈勃常数的引力波测量的当前结果,并讨论了在即将到来的运行的高级LIGO-Virgo探测器网络的观测前景。
2019-08-16 astro-ph.CO gr-qc
Searching for binary coalescences with inspiral templates: Detection and parameter estimation
近年来,数值相对论的研究取得了显著的进展.这导致了引力波形信号的产生,涵盖了传统上称为致密双星合并的三个阶段-螺旋,合并和环缩。在本文中,我们研究的有用性的inspiral只有模板的检测和参数估计的数值相对论模拟产生的全聚结波形。为此,我们部署作为搜索模板波形的基础上终止于光环以及标准后牛顿波形的有效单体波形。我们发现,这两个都是很好的信号检测。参数估计在低质量时是好的,但随着二元系统质量的增加而退化。
2009-02-02 gr-qc
Stochastic Background from Coalescences of NS-NS Binaries
本文采用数值模拟的方法研究了双中子星系统在$z \sim 5$附近的引力随机背景。宇宙并合速率是用蒙特卡罗方法,利用形成大质量双星和在给定红移下发生并合的概率分布导出的。真正连续的背景是由位于临界红移$z_* = 0.23$之外的事件产生的。发生在红移间隔$0.027<z<0.23$的事件产生“爆米花”噪声,而发生在比$z = 0.027$更近的事件产生散粒噪声。连续背景的重力密度参数$Ω_{gw}$在670 Hz附近达到最大值,振幅为$1.1\times 10^{-9}$,而“爆米花”噪声的振幅约高一个数量级,最大值出现在1.2 kHz附近。该信号低于第一代探测器的灵敏度,但可以被未来一代的地面干涉仪检测到。将两个重合的先进LIGO探测器或两个EGO干涉仪关联,期望的信噪比分别为0.5和10。
2006-06-06 astro-ph gr-qc
Search for Gravitational Waves from Low Mass Binary Coalescences in the First Year of LIGO's S5 Data
我们已经搜索了引力波从合并的低质量紧凑的二元系统,总质量在2和35 Msun之间,最小组件质量为1 Msun使用的数据从第一年的第五次科学运行(S5)的三个LIGO探测器,在设计灵敏度操作。根据质量的不同,我们对距离地球150 Mpc的聚并很敏感。在预期背景之上没有观察到引力波信号。假设一个紧凑的双星物体群具有高斯质量分布,代表中子星双星系统、黑洞-中子星双星系统和黑洞双星系统,我们计算出合并速率的90%置信上限为3.9 \times 10^{-2} yr^{-1} L_{10} ^{-1},1.1 \times 10^{-2} yr^{-1} L_{10} ^{-1}和2.5 \times 10^{-3} yr^{-1} L_{10} ^{-1},其中$L_{10}$是蓝色太阳光度的$10^{10}$倍。我们还设置了改进的上限的速度紧凑的二元聚结每单位蓝光光度,作为质量的函数。
2009-05-06 gr-qc
Gravitational lensing aided luminosity distance estimation for compact binary coalescences
研究强引力透镜化下致密双星并合光度距离的恢复方法,通过概念验证参数估计发现强透镜可将距离估计精度提高至几倍。
2024-01-19 astro-ph.HE gr-qc
Inferring the post-merger gravitational wave emission from binary neutron star coalescences
我们提出了一个强有力的方法来表征中子星合并的残余物的引力波发射。我们的方法只对信号的形态做了最小的假设,并提供了底层波形的完整后验概率分布。我们应用我们的方法从先进的地面探测器网络的模拟数据,并证明了引力波信号重建。我们研究了不同双星组态和碰撞中子星状态方程的重建质量。我们展示了如何我们的方法可以用来约束尚未确定的状态方程的中子星物质。我们得到的状态方程的约束条件是互补的碰撞中子星在后期inspiral阶段的潮汐变形的测量。在合并后的信号的一个非检测的情况下,下面的二进制中子星inspiral,我们表明,我们可以把发射的能量上限。
2017-12-27 astro-ph.HE gr-qc
GW200105 and GW200115 are compatible with a scenario of primordial black hole binary coalescences
最近,Advanced LIGO和Virgo探测器观测到了两次引力波事件,即GW 200105和GW 200115。在这项工作中,我们表明,它们可以解释的情况下,原始的黑洞双星形成于早期宇宙。即使原始黑洞只占冷暗物质的一小部分,这种情况下预测的合并率可能与LIGO和Virgo估计的合并率一致。所需的原始黑洞丰度与现有的微透镜、焦散渡和宇宙微波背景观测的上限是一致的。
2022-01-06 astro-ph.CO gr-qc
Synergy between ground and space based gravitational wave detectors for estimation of binary coalescence parameters
我们研究了未来地面和空间引力波探测器共存的优势,在估计参数的一个二进制合并。利用非自旋圆轨道中子星-黑洞对的后牛顿波形,研究了如何通过组合不同空间-地面探测器对的数据来改进啁啾质量、对称质量比、并合时间和相位的估计。由于双星并合产生的引力波也为我们研究强场引力提供了一个合适的研究领域,因此我们也使用参数化的后爱因斯坦框架研究了对广义相对论的偏离。作为一个例子,专注于爱因斯坦望远镜和DECIGO对,我们证明了存在一个甜蜜点范围内的灵敏度在前DECIGO阶段,由于协同效应,可以获得最佳的增强后牛顿波形参数的估计,以及修正参数广义相对论。
2015-04-16 gr-qc
Reducing the number of templates for aligned-spin compact binary coalescence gravitational wave searches using metric-agnostic template nudging
有效的多维模板放置是计算密集型匹配滤波搜索引力波(GWs)的关键。在这里,我们实现了相邻细胞算法(NCA),以提高现有的紧凑型二进制聚结(CBC)模板库的检测量。该算法已成功地应用于费米卫星数据中的二进制毫秒脉冲星搜索。它将模板从过密区域重新定位到欠密区域,并减少了随机方法实现相同检测体积所需的模板数量。我们的方法很容易推广到其他CBC参数空间。在这里,我们将这种方法应用到对齐-单自旋中子星-黑洞双星合并inspiral-merge-ringdown引力波参数空间。我们表明,模板nudging算法可以达到等效的效果的随机方法与12%的模板减少。
2018-01-31 gr-qc
Search for Gravitational Waves from Primordial Black Hole Binary Coalescences in the Galactic Halo
我们使用LIGO引力波探测器的第二次科学运行的数据来搜索从原始黑洞(PBH)的二元合并的引力波组件质量在0.2- $1.0 M_\odot$。根据一套符合标准,分析需要在两个LIGO天文台的数据中找到信号。没有inspiral信号found. Assuming一个球形晕的核心半径为5千秒差距延伸到50千秒差距包含非旋转黑洞的质量范围在0.2- $1.0 M_\odot$,我们把观测的上限PBH合并的速度为63每年每个银河系晕(MWH)的90%的置信度。
2005-05-10 gr-qc
Extreme Gravity Tests with Gravitational Waves from Compact Binary Coalescences: (II) Ringdown
LIGO/Virgo探测到的双黑洞合并标志着天文学的分水岭时刻,开启了精确测试克尔动力学的时代。我们回顾了理论和实验上的挑战,必须克服黑洞光谱与现在和未来的引力波探测器。在其他主题中,我们讨论准正规模式激发二进制合并,天体物理事件率,黑洞动力学的测试在修改后的引力理论,参数化的“后克尔”振铃测试,外来紧凑的对象,并提出了数据分析方法,以提高光谱测试克尔动力学叠加多个事件。
2018-04-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Toward Early-Warning Detection of Gravitational Waves from Compact Binary Coalescence
用先进的引力波探测器网络快速探测致密双星合并(CBC)将为多信使天文学提供一个独特的机会。天文学界的及时探测警报可能使人们有可能观测到来自(CBC)的电磁发射的开始。我们展示了一个计算上实用的过滤策略,可以产生早期预警触发器之前,从最终合并的引力辐射已经到达探测器。
2014-05-07 astro-ph.IM gr-qc
Searches for Compact Binary Coalescence Events using Neural Networks in LIGO/Virgo Second Observation Period
我们目前的结果上的搜索使用卷积神经网络和LIGO/处女座的数据,对应于O2观测期的紧凑的二进制合并的合并。时间和频率的二维图像被用作输入,并且分别针对低质量(0.2 - 2.0 Msun)和高质量(25 - 100 Msun)致密二元聚结事件训练两组神经网络。我们探索了用来自单个或一对干涉仪的输入信息训练的神经网络,这表明使用来自成对干涉仪的信息可以提高性能。使用卷积神经网络进行检测的完整O2数据集的扫描表明,性能与使用匹配滤波技术的规范管道的性能兼容。在O2数据中未发现具有显著信噪比的其他事件。
2021-04-20 gr-qc
A numerical approach to binary black hole coalescence
双黑洞合并的本质是相对论开普勒问题的最后一个未知领域。在美国,二元黑洞合并被认为是一个计算上的“大问题”,其解决方案是一个协调努力的目标,刚刚达到一半,由近十几个机构的200多名研究人员完成。在这份报告中,我强调了我所看到的最严重的问题,我们和一般的计算解决方案之间的二元黑洞合并的问题:* 计算负担相关的问题的合理推断的基础上,目前的计算算法和近期的硬件发展;* 与这些估计有关的一些计算问题,以及如何通过使用不同或更复杂的计算算法来减少预期的负担;和 * 一些物理问题与发展的数值解的领域方程的一个二元黑洞系统,特别注意的工作正在进行,或与,大挑战。
1996-03-05 gr-qc
A coherent triggered search for single spin compact binary coalescences in gravitational wave data
本文提出了一种在引力波数据中进行单自旋紧致双星聚结相干搜索的方法,并将这种搜索与现有的单自旋搜索的符合方法进行了比较。我们提出了一种方法来表征参数空间的区域,其中单自旋搜索,重合和相干,将增加现有的非旋进搜索的检测效率。我们还展示了对LIGO第四次科学运行的一段数据进行相干搜索的示例结果,但注意到在运行此搜索以尝试进行检测之前,需要一组基于信号的否决。
2011-01-07 gr-qc
Measuring a cosmological distance-redshift relationship using only gravitational wave observations of binary neutron star coalescences
从双星中子星合并的螺旋相探测引力波将使我们能够测量这种系统中潮汐耦合的影响。这些效应将可以使用第三代引力波探测器来测量,例如爱因斯坦望远镜,它将能够探测到红移z=4的螺旋状双中子星系统。潮汐效应对引力波信号的相位演化提供了额外的贡献,该信号打破了系统的质量参数和红移之间的简并性,从而允许同时测量单个源的有效距离和红移。利用为爱因斯坦望远镜预测的O(10^3-10^7)可探测双星中子星系统,可以独立于宇宙学距离阶梯和电磁观测来探测光度距离-红移关系。我们提出了一个Fisher信息分析的波形假设的子集可能的中子星状态方程的结果。我们的结论是,对于我们的范围内的代表性中子星状态方程的红移可以确定的精度为8-40%,对于1<z<4。
2011-12-02 astro-ph.CO gr-qc
Tidal effects in binary neutron star coalescence
我们比较动力学和波形从二进制中子星合并计算新的长期($\sim 10 $轨道)数值相对论模拟和潮汐有效单体(EOB)模型,包括分析潮汐校正第二后牛顿秩序(2PN)。目前的分析知识编码的潮汐EOB模型被认为是足够的,以再现的数值数据接触和他们的不确定性。值得注意的是,除了那些已经适合于二元黑洞数据的参数外,不需要校准任何潮汐EOB自由参数。2PN潮汐改正的列入最大限度地减少了与数值数据的差异,但它是不可能的,以显着区分他们的领先秩序的潮汐贡献。潮汐效应的相关放大的存在可能被排除在外,尽管它可能是数字不准确的结果。我们的结论是,潮汐完整的有效单体模型提供了目前最先进和准确的工具,模拟引力波形从双中子星螺旋到接触。这项工作还指出了广泛的测试,以评估数值数据的不确定性的重要性,以及新的数值策略进行准确的模拟的潜在需求。
2012-05-15 astro-ph.HE gr-qc
Performance comparison of multi-detector detection statistics in targeted compact binary coalescence GW search
全球先进的干涉引力波探测器网络预计很快将上线。相干观测GW从一个遥远的紧凑的二进制合并(CBC)与位于不同大陆的干涉仪网络提供了至关重要的信息,如源的位置和偏振信息的来源。在本文中,我们比较不同的多检测器网络检测统计CBC搜索。在基于极大似然比(MLR)的检测方法中,对似然比进行优化以获得最佳模型参数,并将最佳似然比值作为统计量来判断信号的存在。然而,另一种贝叶斯方法涉及对参数的似然比进行边缘化以获得平均似然比。我们获得了一个分析表达式的贝叶斯统计使用的两个有效的合成数据流的非旋转紧凑的二进制系统的有针对性的搜索与无信息的参数。仿真结果验证了该近似方法的有效性,并与基于极大似然比的统计方法进行了比较。我们观察到,MLR { \it hybrid}统计提供了与贝叶斯统计相当或更好的性能。
2016-06-13 astro-ph.HE gr-qc
Coalescence of Kerr Black Holes: Binary Systems from GW150914 to GW170814
研究了两个具有轨道角动量的Kerr黑洞合并产生的引力波的能量。聚并被构造成在初级黑洞与次级黑洞相比足够大的极限中与粒子吸收一致。在这个极限下,我们解析地得到了一个有效的引力自旋-轨道相互作用依赖于角动量的排列。然后,对具有不同参数的等质量二元系统进行了数值分析。根据数值分析,引力波的能量仍然依赖于有效相互作用,正如解析形式所预期的那样。特别是,我们确保最后的黑洞从初始的二元黑洞的轨道角动量中获得大部分的自旋角动量。为了估计实际双星黑洞中引力波释放的角动量,我们将我们的结果应用于激光干涉引力波天文台的观测:GW 150914,GW 151226,GW 170104,GW 170608和GW 170814。
2018-05-13 gr-qc hep-th
Pre-merger localization of eccentric compact binary coalescences with second-generation gravitational-wave detector networks
我们研究了利用第二代引力波探测器网络对偏心致密双星并合前局域化的可能性。来自偏心双星的引力波可以看作是一个脉冲序列,它是由比轨道频率高出一倍的各种高次谐波模组成的。来自非常早期的螺旋相位的高次谐波模式不仅有助于信噪比,而且还允许我们在合并开始之前定位引力波源。这是因为高频引力波对于地面探测器网络通过三角测量进行源定位是必不可少的。我们发现,在最佳情况下,对于1.4- 1.4 $M_\odot$偏心双星中子星在100 Mpc的合并前10分钟,单探测器信噪比超过5,并且在合并前半分钟,它可以被四探测器网络定域到10度$^2$。我们甚至可以通过五探测器网络在并合前10分钟获得$\sim$ 10 deg $^2$。
2014-05-20 astro-ph.HE gr-qc
PyCBC Inference: A Python-based parameter estimation toolkit for compact binary coalescence signals
我们在开源PyCBC引力波天文工具包中引入了新的模块,这些模块实现了用于紧凑对象二进制合并的贝叶斯推断。我们审查的贝叶斯推断方法实现和描述的模块的结构。我们表明,PyCBC推理模块产生无偏估计的参数的模拟人口的二进制黑洞合并。我们表明,后验参数分布使用我们的新代码同意与发表的估计,在第一个LIGO-处女座观测运行的二进制黑洞。
2018-07-26 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Interferometer Euro-Asian Network: Detection Characteristics for Signals of Known Shape
在本文中,我们估计一个可以想象的欧亚网络的引力波(GW)干涉仪,可能会实现在新西伯利亚地区的第三代干涉仪的建设计划的效率。随后,一些网络将组成,包括四个GW探测器。其中有已经活跃的干涉仪VIRGO(意大利)和KAGRA(日本),正在建设中的印度干涉仪- LIGO印度和上述西伯利亚干涉仪。网络的质量问题被认为是典型的数值标准的基础上的效率检测GW信号的已知结构-辐射的相对论性二进制合并。
2020-09-12 gr-qc