Electromagnetic Signatures of Neutron Star Mergers in the Advanced LIGO Era
包含中子星和恒星质量黑洞的双星合并是未来几年内由干涉仪Advanced LIGO和Virgo直接探测引力波的最有希望的来源。同时探测到这些事件的电磁辐射将大大提高这些发现的科学回报。本文综述了中子星双星合并过程中不同阶段电磁信号和多波长电磁信号的模拟研究现状。我们专注于这些观测提供了最灵敏的诊断合并物理和贡献的快速中子捕获（$r$ -过程）在银河系中的元素的合成。我们还概述了这一快速发展的领域的观测和理论方面的预期未来发展。
2015-12-17 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Prospects for measuring off-axis spins of binary black holes with Plus-era gravitational-wave detectors
从双黑洞的引力波特征中推断出它们的质量和自旋性质，揭示了关于这些系统如何形成的重要线索。来自孤立双星演化的BBH预计会优先与它们的轨道角动量对齐，而通过动力学组装形成的双星则没有这种偏好。不久的将来，引力波探测器可以测量离轴自旋的保真度将对BBH形成通道的研究产生影响。在这项工作中，我们研究了高级LIGO Plus（A+）和高级Virgo Plus（AdV+）干涉探测器可以测量对齐和未对齐自旋的程度。我们使用模拟的BBH引力波信号注入合成探测器噪声，比较了在A+/AdV+（“Plus”）灵敏度或先进时代设计（“Design”）灵敏度下运行的LIGO-Virgo网络之间的自旋分辨率。的信号分布在可能的BBH系统的质量自旋参数空间，占进动和高阶模式的影响。我们发现，加升级产生显着的改善自旋估计不平等的质量和中等或大自旋的系统。使用模拟信号建模后，不同类型的层次BBH合并，我们还得出结论，加检测器网络将产生显着改善的自旋估计为1G+2G二进制相比，设计网络。
2022-03-23 astro-ph.HE gr-qc
Comparing advanced-era interferometric gravitational-wave detector network configurations: sky localization and source properties
本研究利用完整贝叶斯参数估计评估高级时代地基引力波探测器网络性能，发现加入 Virgo 和 KAGRA 探测器可显著提升天空定位精度与内禀源参数约束，并验证 20 Hz 低频阈值足够。
2024-04-25 astro-ph.HE gr-qc
Early Advanced LIGO binary neutron-star sky localization and parameter estimation
2015年将见证先进LIGO的首次观测，并开启引力波（GW）先进探测器时代。对于地基GW探测器来说，最有希望的源之一是二元中子星（BNS）合并。为了使用天体物理学的任何探测，我们必须了解我们的参数估计分析的能力。通过模拟的GWs从天体物理学动机的人口BNS，我们研究的准确性，在早期先进的探测器时代的参数推断。我们发现，天空的位置，这是很重要的电磁后续，可以快速确定（~5秒），但天空面积可能是数百平方度。组件质量和自旋之间的简并意味着单个质量和自旋的测量存在显著的不确定性;然而，啁啾质量被很好地测量（通常优于0.1%）。
2016-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Search methods for continuous gravitational-wave signals from unknown sources in the advanced-detector era
连续引力波是由物质的持续四极变化产生的引力辐射的持久形式。地基干涉测量探测器的标准预期源是呈现非轴对称性的中子星，如地壳变形、r模式或自由进动。更奇特的来源可能包括旋转黑洞周围的超轻玻色子云。在过去的几十年中，已经开发了一套丰富的数据分析方法，这些方法跨越了灵敏度和计算效率之间的广泛阈值。在这项工作中，我们回顾了目前的状态搜索连续引力波使用地基干涉仪数据，重点搜索未知的来源。这些搜索通常包括一个主要阶段，然后是几个后处理步骤，以排除检测器噪声产生的离群值。到目前为止，还没有连续的引力波信号被确信地探测到，尽管随着探测器和搜索方法的进一步发展，更严格的上限被设置。
2021-12-07 gr-qc
Parameter estimation for binary neutron-star coalescences with realistic noise during the Advanced LIGO era
先进的地基引力波探测器即将开始工作。他们的预期目标不仅是对GW进行首次直接检测，而且还对源系统进行推断。双星中子星合并是最有希望的来源之一。我们调查的性能参数估计\edit{(PE)}管道，将在2015年的高级激光干涉仪引力波天文台（aLIGO）的第一次观测运行期间使用：我们专注于重建源的位置在天空中的能力，但也考虑到测量质量和距离的能力。准确，快速的天空定位是必要的，以提醒电磁（EM）观测站，使他们能够执行后续搜索对应的瞬态事件。我们考虑PE准确性的存在下，\edit{non-stationary}，非高斯噪声。我们发现噪声的特性对PE性能\edit{at a given signal-to-noise ratio}的影响可以忽略不计。源光度距离只能受到很差的约束，相对于真实距离缩放的中值$90\%$（$50\%$）可信区间为$0.85$（$0.38$）。然而，啁啾质量被很好地测量。我们的啁啾质量估计受到系统误差的影响，因为我们使用了没有分量自旋的引力波形模板来对中等自旋的信号进行推断，但总误差通常小于$10^{-3} M_\odot$。用于天空定位的中值$90\%$（$50\%$）可信区域是$\sim600~\mathrm{deg^{2}}$（$\sim150~\mathrm{deg^{2}}$），其中探测到的事件的$3\%$（$30\%$）定位在$100~\mathrm{de…
2015-05-12 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave searches in the era of Advanced LIGO and Virgo
引力波天文学的领域已经被用干涉探测器进行的引力波观测所开辟。本文综述了美国激光干涉仪引力波天文台和意大利Virgo天文台目前使用的引力波探测器和数据分析方法。这些分析方法也将用于最近完成的日本KAGRA天文台。数据分析算法的目标是四类引力波之一。短持续时间，瞬态源包括紧凑的二进制合并，和突发源起源于不良的模拟或意外的来源。长持续时间源包括发射频率一致的连续信号的源，以及形成随机背景的许多未分辨源。描述潜在的来源和搜索引力波从这些类的详细。
2021-08-02 astro-ph.IM gr-qc
Detecting gravitational waves from mountains on neutron stars in the Advanced Detector Era
低质量X射线双星中的快速旋转中子星被认为是当前和下一代地基探测器（如先进LIGO和爱因斯坦望远镜）感兴趣的引力波源。主要原因是，这些系统中的许多NS似乎是远远低于他们的开普勒分裂频率旋转，它已被建议，与GW排放相关的扭矩可能会设置所观察到的自旋周期。这个假设在文献中被广泛用于评估可能的引力波信号的强度。然而，现在有大量的理论和观测工作表明，情况可能并非如此，GW发射不太可能在许多系统中设定自旋平衡周期。在本文中，我们采取了不同的出发点，并预测GW信号强度的两个物理机制，可能是在工作中LMXB：地壳山脉由于热不对称和磁约束山。我们发现，在瞬态LMXBs的热地壳山脉是不太可能导致可检测的GW排放，而持久的系统是很好的候选人检测先进的LIGO和爱因斯坦望远镜。磁山的探测前景是悲观的，除非NS有一个$B\approx 10^{12}$ G的掩埋磁场，远高于这些物体通常推断的外部偶极场。然而，如果一个系统被GW天文台探测到，X射线发射中的回旋共振散射特征可以用来区分两种不同的情况。
2015-01-24 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Outlook for detection of GW inspirals by GRB-triggered searches in the Advanced detector era
短而硬的伽马射线暴（GRB）被认为起源于两颗中子星（NS）或一颗中子星和一个黑洞（BH）的合并。如果这种情况是正确的，那么短伽马射线暴将伴随着强引力波（GW）的发射，可以被LIGO，Virgo，KAGRA和LIGO-India等GW天文台检测到。与全天候、全天时的GW搜索相比，外部触发的GW搜索具有时间和天空位置已知、GW幅度增大等优点。基于最近的联合LIGO-Virgo数据，我们的分析估计，和我们的蒙特卡罗模拟候选紧凑的二进制合并事件的信噪比的分布，我们找到了一个有效的敏感体积GRB触发的搜索，是约2倍以上的全天空，所有的时间搜索。对于NS-NS系统，喷流角为20度，伽马射线卫星视场为天空的10%，并且具有通常旋进的自旋，这使NS-NS短GRB和NS-BH短GRB关联的数量增加了一倍，达到NS-NS和NS-BH所有检测的3-4%。我们还调查的权力测试统计过剩的阈下事件列表中，并表明，这些是不太可能揭示一个阈下人口，直到发现GW协会短伽玛暴已经是例行的。最后，我们提供了有用的公式计算GW振幅的先验分布，从一个紧凑的二进制合并，对于一个给定的GW探测器网络和给定的天空位置。
2013-04-25 astro-ph.HE gr-qc
Determination of mass of an isolated neutron star using continuous gravitational waves with two frequency modes: an effect of a misalignment angle
一颗快速旋转的中子星（NS）会发出连续的引力波（GW），先进的LIGO、先进的Virgo、KAGRA和拟议中的第三代探测器（如爱因斯坦望远镜（ET））都能探测到。这样的GW不会自由传播，而是受到NS本身的库仑型引力场的影响。这种效应表现为GW中的相移，取决于NS质量。我们已经表明，一个孤立的NS的质量，原则上，可以确定，如果我们可以检测到连续GW与两个或更多的频率模式。事实上，我们的蒙特卡罗模拟已经证明，如果NS正在进动或具有钉扎的超流核心并发射具有1倍或2倍自旋频率的GW，则具有1 kpc椭圆率$10^{-6}$的NS的质量通常可以使用ET以20%的精度测量。在简要说明我们的想法和结果后，本文讨论了失调角（旋进NS的“摆动角”）对质量测量精度的影响。
2016-02-10 astro-ph.HE gr-qc
Towards low-latency real-time detection of gravitational waves from compact binary coalescences in the era of advanced detectors
对引力波（GW）事件的电磁（EM）跟踪观测将有助于揭示源的性质，如果电磁跟踪可以在GW事件变得可观测时立即开始，则可以了解更多。在本文中，我们提出了一个计算效率高的时域算法，能够检测引力波（GWs）从合并的二进制紧凑的对象几乎为零的时间延迟。在信号足够强的情况下，我们的算法还具有在合并之前触发EM观测的灵活性。我们的算法的效率的关键来自于使用所谓的无限脉冲响应（IIR）滤波器，递归地过滤时间序列数据链。计算成本通过模板插值技术进一步降低，该技术要求仅对比另外要求的要粗糙得多的模板库进行滤波以充分恢复最佳信噪比。对未来的检测器的灵敏度延伸到较低的频率，我们的算法的计算成本增加，而不显着相比，传统的时域相关方法。此外，在小于数百至数千秒的延迟下，该方法预计在计算上比直接的频域方法更有效。
2011-08-16 gr-qc
Effect of calibration errors on Bayesian parameter estimation for gravitational wave signals from inspiral binary systems in the advanced detectors era
到2015年，先进版本的引力波探测器Virgo和LIGO将上线。他们将收集数据，同时具有足够的灵敏度，以潜在地从致密物体二进制的吸气中提供对引力波的多次探测。这项工作的重点是了解在干涉仪校准的不确定性所带来的影响。我们认为合理的校准误差的基础上获得的估计在LIGO的第五次和处女座的第三次科学运行，其中包括频率依赖的幅度误差$\sim 10%$和频率依赖的相位误差$\sim 3$度在每个仪器。我们量化的后果，这样的错误估计参数的吸气二进制文件。我们发现，系统引入的校准误差的啁啾质量和质量比的推断值小于20%的统计测量不确定性参数估计的90%的信号在我们的模拟目录。同时，校正引起的系统性在推断的天空位置的信号小于$\sim 50%$的统计不确定度。因此，我们得出结论，在这个水平上的校准引起的错误是不是一个显着的损害准确的参数估计。
2012-03-08 gr-qc physics.data-an
Frequency-domain gravitational waves from non-precessing black-hole binaries. II. A phenomenological model for the advanced detector era
我们提出了一个新的频域唯象模型，描述非旋进（对准自旋）黑洞双星的旋进、合并和衰荡过程中的引力波信号。该模型被校准到19个混合有效单体-数值相对论波形的质量比为1：18和黑洞自旋的$|a/m| \sim 0.85$（$0.98$等质量系统）。该模型的inspiral部分由频域后牛顿表达式的扩展组成，使用适合混合动力车的高阶项。合并振铃是基于一个现象学的分析，已显着改善了以前的模型。该模型表现出通常小于1%的失配对所有19个校准混合，和额外的29个验证混合，这提供了强有力的证据表明，在校准区域，该模型是足够准确的所有相关的引力波天文学应用与先进的LIGO和处女座探测器。在校准区域之外，模型产生物理上合理的结果，尽管我们建议在假设\emph{any}合并振铃波形模型在其校准区域之外是准确的时要谨慎。作为一个例子，我们注意到，一个替代的非旋进模型，SEOBNRv 2（校准到只有0.5的自旋不等质量的系统），表现出高达10%的失配误差的高自旋以外的校准区域。我们得出的结论是，波形模型将从大量高排列自旋不等质量二元系的数值相对论模拟中受益最大。
2015-09-25 gr-qc
GRB/GW association: Long-short GRB candidates, time-lag, measuring gravitational wave velocity and testing Einstein's equivalence principle
短持续时间的伽马射线暴（SGRB）被广泛认为是由致密双星的合并提供动力的，例如中子星双星或可能的中子星-黑洞双星。虽然利用先进的激光干涉引力波天文台（LIGO）/VIRGO网络探测具有引力波（GW）信号的SGRB的前景是有希望的，但在预期的先进LIGO/VIRGO灵敏度范围内，还没有发现已知的SGRB。然而，我们发现，两个长短GRB（GRB 060505和GRB 060614）可能是在先进的GW探测器的视野。在即将到来的GW天文学时代，一些长短GRB的合并起源，如GRB 060614中显示的macronova签名所青睐的，可以明确地测试。模型依赖的时间滞后之间的合并和发病的伽玛射线暴的即时排放的估计。在模型预测和GW天文学时代预期的真实数据之间的这种时间滞后的比较将有助于揭示在中央引擎发生的物理过程（包括相对论流出的发射，合并期间喷射的致密物质流出的出现，以及伽马射线的辐射）。我们还表明，GWs的速度，有或没有爱因斯坦的等效原理的同时测试，可以直接测量到$\sim 3\times 10^{-8}~{\rm cm~s^{-1}}$的精度，甚至更好的先进的LIGO/VIRGO时代。天体物理学杂志，卷
2016-08-11 astro-ph.HE gr-qc
An improved effective-one-body model of spinning, nonprecessing binary black holes for the era of gravitational-wave astrophysics with advanced detectors
我们提高了有效单体（EOB）波形的准确性，在先进的LIGO的第一次观测运行的旋转，非旋进黑洞的二进制校准他们的一组141数值相对论（NR）波形。与先前的EOBNR模型相比，NR模拟将校准域扩展到更大的质量比和自旋。在黑洞微扰理论中计算的克尔自旋接近极值的合并振铃波形提供了额外的输入校准。对于吸气-俯冲阶段，我们使用马尔可夫链蒙特卡罗算法来有效地探索校准空间。对于合并振铃阶段，我们用唯象公式拟合NR信号。在将校准模型外推到任意质量比和自旋之后，当仅在初始相位和时间上最大化时，（主导模式）EOBNR波形具有高于所有NR波形的$99\%$的忠实性--在设计Advanced-LIGO灵敏度时。这意味着由于对这些二进制配置进行建模，事件率的损失可以忽略不计。我们发现，未来的NR模拟在质量比$\gtrsim 4$和双自旋$\gtrsim 0.8$将是至关重要的，以解决不同的方式外推波形模型之间的差异。我们还发现，一些NR模拟，已经存在于这样的区域的参数空间太短，以约束模型的低频部分。最后，我们构建了一个降阶版本的EOBNR模型，以加快波形生成的数量级，从而在Advanced LIGO即将到来的观测运行期间实现密集的数据分析应用。
2017-03-29 gr-qc
State of the field: Binary black hole natal kicks and prospects for isolated field formation after GWTC-2
高级LIGO和高级Virgo新发布的GWTC-2引力波探测目录提供了有关合并二元黑洞（BBH）的自旋幅度和方向的前所未有的信息。值得注意的是，BBH人口的分析表明，存在的双星的组件自旋显着失调，相对于他们的轨道角动量。显著错位的自旋通常被预测为与通过标准的共同包络（CE）演化形成的孤立场不一致，因此是致密星团内动态双星形成的“确凿证据”。在这里，我们探讨了LIGO/Virgo对自旋轨道不对准的观测是否确实排除了BBH完全通过标准CE演化在该领域形成的可能性。特别是，我们试图了解是否，通过改变出生踢黑洞接收形成后，我们可以调用CE的情况下，自洽地解释所观察到的自旋分布和合并率的BBH。我们发现，如果孤立的黑洞出生时具有小的出生自旋，那么通过CE形成的BBH需要极端的出生踢，以匹配观察到的BBH人口，速度分散$σ= 9.7^{+26.7}_{-5.9}\times10^2\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$和$σ>260\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$在99%的可信度。为了避免这种情况下，我们认为，有必要假设孤立的黑洞出生与非零出生自旋，一个或多个替代渠道有助于观察到的BBH人口，和/或其他不可预见的机制，产生大的自旋轨道不对准的领域。
2021-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Detectability of continuous gravitational waves from isolated neutron stars in the Milky Way: the population synthesis approach
目的。我们估计的数量的中子星，可检测的连续引力波源与当前和未来的引力波探测器，假设一个简单的唯象模型的旋转非轴对称的中子星。方法.我们采用了银河系中子星人口的数值模型，与孤立的银河系中子星的射电观测比较建立的属性。我们生成一个任意大的中子星的合成群体，并演化它们的周期、磁场和空间位置。我们使用一个引力波发射模型的基础上指数衰减的椭圆-一个非轴对称的恒星，没有假设的起源给定的椭圆。我们计算了一个给定的检测器的预期信号为1年的观察，并假设检测标准的信噪比为11.4 -相当于一个有针对性的连续波搜索。我们分别分析了每个探测器中可探测到的人口：高级LIGO，高级Virgo和计划中的爱因斯坦望远镜。在计算预期信号时，我们忽略了由于源自旋下降和地球相对于太阳质心的运动而引起的信号频率变化。结果对于中子星演化的保守值：每100年一次的超新星爆发率，初始椭圆率$ε_{0}$ = 1 e-5，没有椭圆率$η$ = $t_\rm{hub}$ = 1 e 4 Myr的衰减，预计探测到的中子星的数量低于1：0.15（基于对10 M恒星的模拟）。参数空间（$ε_{0}$，$η$）的更广泛的研究。根据爱因斯坦望远镜的计划灵敏度，并假设相同的弹性模型，预期的探测数量是：在一年的观测运行中，26.4个双星。
2021-02-17 astro-ph.HE gr-qc
A search technique to observe precessing compact binary mergers in the advanced detector era
通过匹配滤波器搜索，可以最有效地识别来自紧凑双星聚结的引力波信号，该搜索将数据与预先生成的引力波模板库进行匹配。虽然存在不同的技术来执行匹配滤波器，以及生成模板库，但目前所有建模的引力波搜索都使用限制组件自旋与轨道角动量对齐（或反对齐）的模板。这意味着目前的搜索对具有通用自旋（旋进）的双星产生的引力波信号不太敏感，这表明，潜在的，很大一部分信号可能仍然未被检测到。在这项工作中，我们引入了一个匹配滤波器搜索，是敏感的进动二进制产生的信号，可以实际使用的引力波观测运行期间。利用进动双星的引力波信号可以分解为五次谐波的幂级数这一事实，我们证明了对于总质量大于$17.5\, M_{\odot}$且面内自旋为$>0.67$的中子星黑洞双星，需要一个仅比现有的对齐自旋模板库大$\sim 3\times$的通用自旋模板库来增加我们的$\sim 100\%$敏感体积.事实上，我们的通用自旋搜索以及现有的对齐自旋搜索中子星黑洞信号与微不足道的面内自旋，但提高了灵敏度$\sim60\%$平均在整个通用自旋参数空间。我们预计，这种改进的技术将识别出更多的引力波信号，并最终帮助揭示宇宙中未知的二进制自旋分布。
2023-03-30 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Comparing H-alpha and HI Surveys as Means to a Complete Local Galaxy Catalog in the Advanced LIGO/Virgo Era
识别即将到来的先进地面干涉仪网络检测到的引力波（GW）源的电磁对应物将是具有挑战性的，部分原因是在~10-100平方度的天空定位中存在大量不相关的天体物理瞬变。一个潜在的方法，以大大减少这种误报的数量是限制详细的后续行动，只有那些候选人附近的星系的GW灵敏度范围内的二元中子星合并的~200 Mpc。这样的战略目前受到阻碍的事实，星系目录是严重不完整的这一卷。在这里，我们比较了两种完成本地星系表的方法：（1）窄带H-α成像巡天;（2）HI发射线射电巡天。利用斯隆数字巡天（SDSS）中星系的H-α通量、恒星质量（M_star）和恒星形成率（SFR），结合GALEX阿雷西博SDSS巡天和赫歇尔参考巡天的HI数据，我们估计，在200 Mpc下，亮度灵敏度为L_H-α = 1 e40 erg/s的H-α巡天可以达到f_SFR ~ 75%的完整性相对于总的SFR，但只有f_Mstar ~ 33%相对于恒星质量（由于缺乏早期型星系的敏感性）。这些数字显着低于理想化的光谱测量，由于H-α通量的损失导致解决了附近的星系和无法纠正的基础恒星连续体。一项与拟议的WALLABY ASKAP调查敏感性相似的HI调查可达到f_SFR ~ 80%和f_Mstar ~ 50%，略高于H-α调查。最后，H-α和HI巡天对于短持续时间的伽马射线暴的宿主星系的完整性应该达到50%以上，这可能会追踪到双星合并的中子星的数…
2012-10-26 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Formation of the first three gravitational-wave observations through isolated binary evolution
在最初4个月的数据采集中，Advanced LIGO探测到了来自两个二元黑洞合并的引力波，GW 150914和GW 151226，以及统计上不太重要的二元黑洞合并候选者LVT 151012。我们使用我们的快速二进制人口合成代码COMPAS表明，所有这三个事件可以解释由一个单一的进化通道-经典的孤立的二进制进化通过包括一个共同的信封相传质。我们表明，所有这三个事件都可能形成于低金属丰度环境（Z = 0.001）的祖双星与典型的总质量$\gtrsim 160 M_\odot$，$\gtrsim 60 M_\odot$和$\gtrsim 90 M_\odot$，分别为GW 150914，GW 151226和LVT 151012。
2017-04-10 astro-ph.HE gr-qc
Directed searches for continuous gravitational waves from twelve supernova remnants in data from Advanced LIGO's second observing run
我们描述了连续引力波从12个以及本地化的非脉冲候选中子星在年轻的超新星遗迹使用先进的LIGO的第二次观测运行的数据直接搜索。我们假设每一颗中子星都是孤立的，并在15 - 150赫兹的频段内搜索，这与已知年轻中子星的预期频率一致。在使用F统计量和基于数据的否决对12.0到55.9天的数据进行连贯整合后，我们没有发现天体物理信号的证据。在某些情况下，我们设定了内在引力波振幅的上限，大于10^{-25}，通常比Advanced LIGO第一次观测的相同物体的上限高出两倍。
2020-03-30 astro-ph.HE gr-qc
A Realistic Projection for Constraining Neutron Star Equation of State with the LIGO-Virgo-KAGRA Detector Network in the A+ Era
本研究利用降阶求积技术对3,000个模拟双中子星并合信号进行参数估计，评估A+时代LIGO-Virgo-KAGRA网络对中子星状态方程的约束能力，发现潮汐形变估计存在质量依赖偏差并量化修正。
2025-01-20 astro-ph.IM gr-qc
Constraints on the ultralight scalar boson from Advanced LIGO and Advanced Virgo's first three observing runs using the stochastic gravitational-wave background
超轻玻色子是有希望的暗物质候选者，可以触发旋转黑洞（BH）的超辐射不稳定性，导致BH周围长时间旋转的“玻色子云”，并通过单色引力波（GW）的发射耗散它们的能量。我们专注于标量玻色子最低限度地耦合到孤立的恒星起源BH（SBH）和他们的二元合并残留物，并进行贝叶斯数据分析，以搜索随机GW背景的所有不稳定模式，可以触发超辐射不稳定性使用先进LIGO和先进处女座的前三次观测运行的数据。我们没有发现这样的信号的证据，因此排除了标量玻色子的质量范围内的$[1.5, 16]\times10^{-13}$ eV，$[1.9, 8.3]\times10^{-13}$ eV和$[1.3, 17]\times10^{-13}$ eV在$95\%$置信水平的孤立SBH具有均匀的无量纲自旋分布在$[0,1]$，$[0,0.5]$和$[0.5,1]$，分别。
2022-07-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detection and characterization of spin-orbit resonances in the advanced gravitational wave detectors era
在本文中，我们测试的性能检测和表征的自旋轨道共振（SOR）的二进制模板。我们使用处理SEOBNRv 3波形以及{ \it four}数值相关性（NR）波形来模拟SOR二进制的GW，并通过IMRPhenomD，SEOBNRv 4（非处理）和IMRPhenomPv 2（处理）近似来过滤它们。我们发现IMRPhenomD和SEOBNRv 4仅回收拟合因子（FF）高于0.97的进样的$\sim70\%$（或90%的具有${\rm FF} >0.9$的进样）。然而，使用天空最大化统计量，IMRPhenomPv 2在回收FF高于0.97的进样的$99\%$方面比它们的非处理对应物表现得更好。有趣的是，与$Δϕ=0^{\circ}$和一般对应物相比，注入$Δϕ= 180^{\circ}$具有更高的FF（$Δϕ$是与轨道角动量正交的平面中黑洞自旋分量之间的角度）。这意味着，当使用非旋切模板进行检索时，我们将对$Δϕ=180^{\circ}$ SOR有轻微的观察偏倚。所有的模板逼近器都能够用FF $>0.95$恢复大部分注入的NR波形。对于包括NR在内的所有注入，估计啁啾质量的误差保持在$<10\%$以下，对于$Δϕ= 180^{\circ}$共振双星误差最小。对称质量比的估计误差低于$15\%$。有效自旋参数$χ_{\rm eff}$测量的最大绝对误差为0.13。面内自旋参数$χ_p$大部分被低估…
2018-09-22 gr-qc
Biases in parameter estimation from overlapping gravitational-wave signals in the third generation detector era
在过去的几年里，用先进的LIGO和先进的Virgo探测器探测来自致密双星合并的引力波已经成为常规。未来的天文台将探测到更多的引力波信号，这些信号也将在探测器的敏感波段停留更长的时间。这最终将导致重叠的信号，特别是在爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探测器（CE）的情况下。使用现实的分布的合并率作为红移的函数，以及在二进制中子星和二进制黑洞合并的组件质量，我们绘制出如何经常发生的各种类型的信号重叠在ET-CE网络在一年的过程中。我们发现一个双星中子星信号通常会有数十个重叠的双星黑洞和双星中子星信号。此外，每年将发生多达数万次的两个信号将在彼此的几秒钟内结束。为了了解在何种程度上，这将导致测量偏差与当前的参数估计方法，我们进行注射研究与重叠的信号从二元黑洞和/或二元中子星合并。改变信噪比、重叠持续时间和重叠信号的种类，我们发现在大多数情况下，可以以可忽略的偏差恢复固有参数。然而，当合并时间足够接近时，短的双黑洞或较安静的双中子星信号与长而响亮的双中子星事件重叠时，确实会发生偏差。因此，我们的研究表明，需要改进，以确保可靠的估计源参数的所有检测到的紧凑的二进制信号，因为我们从第二代到第三代检测器。
2021-02-15 astro-ph.HE gr-qc
Improved source localization with LIGO India
一个先进的引力波干涉测量探测器全球网络正在建设之中。这些探测器的灵敏度将比最初的探测器提高一个数量级，并将迎来引力波天文学的时代。在本文中，我们评估了将一个先进的LIGO探测器搬迁到印度的好处。
2012-09-28 astro-ph.IM gr-qc
The landscape, the swampland and the era of precision cosmology
我们回顾了KKLT结构的改进版本和纯$d=4$ de Sitter超引力，包括一个幂零多重态，关于de Sitter态在弦论中不存在的各种解释。我们解释了为什么我们认为这些假设是有问题的，没有很好的动机，为什么最近提出的替代弦论模型的暗能量，忽略真空稳定，排除了宇宙学观测至少在$3σ$水平，即超过$99.7\%$的信心。
2018-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational waves from an early matter era
我们调查的引力波的产生，由于原始密度扰动的引力不稳定性，在早期的物质主导的时代，可以检测到的实验，如LIGO和LISA。我们利用相对论微扰理论给出了线性密度微扰产生的二阶张量扰动的解析估计。我们发现，大的增强因子相对于天真的二阶估计是可能的，由于子哈勃尺度上的密度扰动的增长。然而，非常大的增强因子与小尺度密度扰动线性理论的崩溃相吻合。为了产生一个原始的引力波背景，将与LIGO或LISA检测的密度扰动在线性制度需要原始的共动曲率扰动的小尺度上的0.02为先进的LIGO或0.005为LISA，否则数值计算的非线性演化的亚哈勃尺度上是必需的。
2009-01-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmology with the lights off: Standard sirens in the Einstein Telescope era
我们探索约束宇宙学的前景，利用引力波（GW）观测的中子星双星的建议爱因斯坦望远镜（ET），利用狭窄的中子星质量函数。双中子星（DNS）双星预计将成为先进LIGO“第一束光”后探测到的第一批源之一，预计在先进时代每年将以几十个的速度被探测到。然而，拟议中的ET每年可以编目数万人。将测得的源红移分布与GW网络距离测定相结合，不仅可以精确测量背景宇宙学参数，而且可以深入了解这些DNS系统的天体物理性质。特别感兴趣的将是探测DNS-二进制创建和随后的合并之间的延迟时间的分布，以及ET的探测范围内的恒星形成率密度的演变。在保持H_0、Ω_{m，0}和Ω_{Λ，0}不变的情况下，我们研究了暗能量状态方程参数恢复的精度，发现只要检测到10^5个DNS双星，我们就可以将这些参数限制到与未来CMB+BAO+SNIa测量的预测限制相似的精度。此外，建模合并延迟时间分布的幂律，和恒星形成率（SFR）密度的参数化版本的Porciani和Madau SF 2模型，我们发现，相关的天体物理参数被限制在10%以内。所有参数精密度均按1/sqrt（N）缩放，其中N是编目检测的数量。我们还研究了精度如何随着宇宙的内在基本属性和网络的距离（可能受到探测器低频截止的影响）而变化。
2012-07-05 astro-ph.CO gr-qc
The First Two Years of Electromagnetic Follow-Up with Advanced LIGO and Virgo
我们预计在本十年的晚些时候，先进的LIGO和Virgo将首次直接探测到引力波（GW）。虽然这项突破性的技术成就本身就是奖励，但更大的奖励可能是同时在引力和电磁通道中观测到紧凑的双星合并。在Advanced LIGO和Virgo运行的前两年（2015年至2016年），我们预计全球GW探测器阵列将提高灵敏度和寿命，并从两个扩展到三个探测器。我们建立了在这一转变过程中双星中子星（BNS）合并的探测率和天空定位精度模型。我们已经分析了一个大的，天体物理学的动机源人口使用实时检测和天空定位代码和更高的延迟参数估计代码，已明确建立在先进的LIGO/室女座时代的操作。我们表明，对于大多数BNS事件的快速天空定位，检测后约一分钟，是准确的完整的参数估计。我们证明，先进的处女座将在天空定位中发挥重要作用，即使它预计上线只有三分之一的灵敏度为先进的LIGO探测器。我们发现，90%置信区间的中位数从2015年的500平方度缩小到2016年的200平方度。我们的模拟中出现了第一次LIGO/Virgo探测的一些不同场景。
2014-10-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Improving the sensitivity to gravitational-wave sources by modifying the input-output optics of advanced interferometers
我们研究了信号回收干涉仪的频率相关（FD）输入输出方案，先进LIGO的基线设计和GEO 600的当前配置。作为对Harms等人最近提出的使用FD输入压缩和普通零差检测的补充，我们探索了一种使用普通压缩真空但FD读出的方案。这两种方案，这是次优的所有可能的输入-输出方案，提供了一个全球性的噪声抑制的功率压缩因子，而可实现通过使用失谐法布里-珀罗腔作为输入/输出滤波器。在高频下，这两种方案被证明是等效的，而在低频下，我们的方案比Harms等人的方案提供更好的性能，并且几乎是完全最优的。然后，我们研究了这些计划在先进的LIGO时代（30米的过滤腔和目前的估计过滤镜损失和热噪声），中子星二进制吸气，窄带GW源，如低质量的X射线双星和已知的射电望远镜可实现的灵敏度提高。光学损耗被证明是这些技术在先进LIGO的实际实施的一个主要障碍。在第三代干涉仪的时间尺度上，如EURO/LIGO-III（~2012），具有更大规模的滤波腔，本文探索的FD读出方案的信号回收干涉仪可以具有与现有建议相当的性能。[删节]
2004-03-09 gr-qc
Gravitational Waves from Primordial Black Holes and New Weak Scale Phenomena
我们考虑这样一种可能性，即质量为$\sim (10^{26}$ -- $10^{29})$ ~g，Schwarzschild半径为$\mathcal{O}{\text{cm}}$的原始黑洞，在各种约束条件允许的情况下，构成$\sim 10\%$或更多的宇宙暗物质。这些黑洞通常起源于对应于温度$\mathcal{O}{10-100}$ ~GeV的宇宙时代，并且可能与可见或隐藏扇区中的一阶相变有关。如果这些小的原始黑洞在我们银河系附近的中子星或天体物理学黑洞周围的轨道上被捕获，那么由此产生的“大卫和歌利亚（D\&G）”双星的引力波可以在Advanced LIGO或Advanced Virgo上检测到数小时或更长时间，可能在$\mathcal{O}{10}$ ~Mpc的距离上包围星系的本地超星系团。拟议中的爱因斯坦望远镜将进一步扩大这些信号的范围。一个积极的信号可以通过发现$\mathcal{O}{10-100}$ ~GeV质量范围内的新粒子来进一步证实，并且还可能探测到起源于一阶相变时代的长波长引力波。
2017-03-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Resurrecting Vanilla Power Law Inflation with the aid of Continuous Spontaneous Localization in the ACT era
针对标准幂律暴胀的优雅退出、数据兼容性及原初量子扰动经典化问题，提出坍缩修正的幂律暴胀模型，解决经典化问题并与Planck、ACT等当前数据兼容，还产生更红移的张量谱且谱指数无跑动。
2025-08-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
