FINDCHIRP: an algorithm for detection of gravitational waves from inspiraling compact binaries
LIGO科学合作组织使用FINDCHIRP算法从合并的紧凑双星中搜索引力波:最佳滤波器的实现,具有创新,以考虑未知信号参数,并提高具有非平稳和非高斯伪影的探测器数据的性能。我们提供的FINDCHIRP算法中使用的搜索太阳下质量双星,二进制中子星,中子星黑洞双星,和二进制黑洞的细节。
2017-09-18 gr-qc
Low Frequency Gravitational Waves from Black Hole MACHO Binaries
Nakamura、Sasaki、Tanaka和Thorne最近估计了星系晕中MACHO双星的初始分布,假设MACHO是原始的半个太阳质量的黑洞,并认为它们的合并是地基干涉仪引力波探测器(如LIGO)的可能来源。将它们的双星分布随时间向前演化到现在,计算了与这样一个致密双星群体相关的引力波的低频(10^{-5} < f < 10^{-1} Hz)谱。由此产生的引力波将在拟议中的空间干涉仪(如LISA和OMEGA)中形成强烈的随机背景。低频引力波很可能成为确定暗双星中双星性质的关键工具。
1998-09-03 gr-qc
Second post-Newtonian gravitational wave polarizations for compact binaries in elliptical orbits
计算了在椭圆轨道上运动的非自旋致密双星的引力辐射对“正”和“交叉”引力波偏振的第二后牛顿(2PN)贡献。计算从我们早期的2PN产生结果出发,关键地采用了Damour,Schäfer和Wex对椭圆轨道的2PN精确的广义拟开普勒参数化,给出了考虑偏心率和近星点进动影响的引力波偏振模尾项的2PN精确表达式。
2002-03-11 gr-qc
Modelling Gravitational Waves from Inspiralling Compact Binaries
只有当检测中使用的模板是真实信号的忠实表示时,才能从有噪声的检测器输出中可靠地提取来自螺旋形紧凑双星的引力波。在这篇文章中,我们提出了一种新的方法来构建忠实的信号模型。
1998-01-07 gr-qc
Full-analytic frequency-domain 1pN-accurate gravitational wave forms from eccentric compact binaries
本文给出了任意质量比的偏心非自旋致密双星的可用的1pN精度频域引力波形式,包括对远区引力波振幅的第一个后牛顿(1pN)点粒子修正,用张量球谐函数表示。由于辐射反应的偏心率的衰减和径向频率的增长的平均方程被用来提供固定相位近似的频域波形。
2010-08-31 gr-qc
Gravitational waves from inspiraling compact binaries: Second post-Newtonian waveforms as search templates II
我们提出了进一步的证据,第二后牛顿(PN)近似的引力波所发出的吸入紧凑的双星是足够的检测这些系统。这是通过将2 pN波形与从黑洞微扰理论计算的信号进行比较而建立的。不同的检测器噪声曲线的结果。我们还讨论了这种类型的分析的有效性。
1998-06-19 gr-qc
Scalar Tops and Perturbed Quadrupoles: Probing Fundamental Physics with Spin-Precessing Binaries
引力相互作用中的宇称破缺对基本观测和宇宙演化有重要影响。我们在这里调查第一次我们的能力,探测奇偶违反性质的引力相互作用使用引力波从自旋旋进双星。本文以动力学Chern-Simons引力为中心,导出了自旋进动方程,计算了自旋进动类圆形黑洞双星发射的引力波,并估计了未来引力波观测对该理论的约束程度.
2018-06-19 gr-qc
Detection of Gravitational Waves from Eccentric Compact Binaries
对于像LIGO这样的更大尺寸的干涉仪来说,合并的致密双星被认为是最有希望的引力波源。通过匹配滤波从探测器的噪声中提取出引力波信号。如果信号的先验理论知识是可用的,则该技术执行得非常好。关于可能源的已知信息用于构建预期波形的模型(模板)。在构造合并致密双星的模板时,一个常见的假设是伴星在准圆形轨道上运动。然而,有些情况下,预测偏心双星的存在。我们研究了偏心信号的非最优滤波引起的信噪比损失。
1999-08-13 gr-qc
The use of new coordinates for the template space in hierarchical search for gravitational waves from inspiraling binaries
我们讨论了一种方法来分析干涉引力波探测器的数据,重点是分层搜索技术,以检测引力波从吸入双星。为此,我们提出了新的坐标参数化的模板空间。使用我们的新坐标,我们开发了一些新的技术,两步搜索,这将减少大量的计算成本。当我们需要实现一个$χ^2$测试作为检测标准时,这些技术变得更加重要。
2000-01-27 gr-qc
Gravitational waves from inspiraling compact binaries: Accuracy of the post-Newtonian waveforms
后牛顿波形的准确性,无论是在标准和帕德形式,是通过计算其匹配滤波重叠积分与参考波形从黑洞微扰理论。
1998-01-12 gr-qc
Gravitational-wave energy flux for compact binaries through second order in the mass ratio
在自引力理论的框架下,我们计算了准圆轨道中致密双星的引力波能流,通过质量比的二阶。我们的结果是一致的后牛顿计算在弱场,他们同意非常好的数值相对论模拟的可比质量的双星在强场。我们也发现了很好的协议,二进制与一个旋转中学或一个缓慢旋转的小学。我们的研究结果是准确建模极端质量比吸气的关键,并将在建模中间质量比系统是有用的。
2021-10-09 gr-qc
Gravitational waves from coalescing compact binaries
这篇文章的目的是提供一个教学帐户有关的问题,并在最近的工作,引力波从合并紧凑的双星(组成的中子星和/或黑洞)。这些波是最有希望的尺寸更大的干涉探测器,如LIGO和VIRGO。讨论的主题包括:这些问题包括:干涉测量探测器及其噪声;合并致密双星及其引力波形;信号探测和测量的匹配滤波技术;后牛顿理论和黑洞微扰方法中的波形计算;以及后牛顿展开式的准确性。
1995-08-07 gr-qc
Gravitational waveforms for finite mass binaries
由致密恒星组成的双星系统是最有希望的引力辐射源之一。天体的自转和轨道偏心率对探测信号的影响是一个重要的问题。本文提出了一种计算质量相当的螺旋型致密双星的引力波偏振态的方法。我们考虑偏心轨道和自旋轨道的贡献的情况下,一个旋转的对象高达1.5后牛顿秩序。对于圆轨道,我们的结果与现有的计算是一致的。
2007-06-20 gr-qc
The Effect of Eccentricity on Searches for Gravitational-Waves from Coalescing Compact Binaries in Ground-based Detectors
螺旋形的致密双星预计会在其引力波信号到达地面探测器的敏感频带之前循环。因此,目前使用LIGO和Virgo探测器从致密双星中搜索引力波的方法是使用圆形模板来构建匹配滤波器。二元形成模型已经提出,这表明,一些系统可检测的LIGO-Virgo网络可能有不可忽略的偏心率。我们调查的能力,限制3.5后牛顿阶泰勒F2模板银行,用于LIGO和处女座的质量$M \le 35 M_\odot$,从紧凑的二进制搜索引力波,检测二进制与非零偏心率。本文采用Hinder \emph{et. al.} [I]提出的$x$模型后牛顿形式,模拟了偏心双星的引力波。Hinder,F. Hermann,P. Laguna,and D. Shoemaker,arXiv:0806.1037v1]。我们发现,小的剩余偏心率($e_0 \lesssim 0.05$在40赫兹)不显着影响目前的LIGO搜索的能力,以检测引力波从合并的紧凑的二进制与总质量$2 M_\odot < M < 15 M_\odot$。对于偏心率$e_0 \gtrsim 0.1$,由于偏心率导致的匹配滤波器信噪比的损失可能是显著的,因此将需要包括偏心效应的模板来对这种系统执行最佳搜索。
2010-02-15 gr-qc
Gravitational waves from compact binaries in post-Newtonian accurate hyperbolic orbits
本文从第一性原理出发,导出了双曲轨道非自旋致密双星的第三后牛顿(3 PN)精确开普勒型参数解。在Arnowitt-Deser-Misner型坐标和修正的调和坐标下,利用守恒轨道能量和角动量得到了参数解的轨道元和函数.优雅的检查,包括修改后的解析延拓处方,以获得我们的独立的双曲参数解的偏心版本。利用我们的3 PN-精确参数解,提出了一种模拟经历3.5PN-精确轨道运动的双曲型紧双星的引力波偏振态的方法.
2018-07-06 gr-qc
Gravitational waveforms from inspiralling compact binaries to second-post-Newtonian order
两个独立的“加”和"交叉”偏振波形与引力波发射的吸气,非自旋,紧凑的双星,准备用于数据分析的信号接收的激光干涉仪引力波探测器,如LIGO和VIRGO。计算是基于最近推导出的引力场的表达式在第二后牛顿近似的广义相对论超越主导(牛顿)四极场。利用这些理论波形进行测量的天体物理参数和测试的相对论引力的性质进行了讨论。
1996-02-13 gr-qc
Application of Graphics Processing Units to Search Pipeline for Gravitational Waves from Coalescing Binaries of Compact Objects
我们报告了一种新的应用程序的图形处理单元(GPU)的目的是加速搜索管道的引力波从合并的二进制紧凑的对象。与单个中央处理器(CPU)相比,速度提高了16倍。我们表明,实质性的改进是可能的,并讨论了减少CPU计数所需的检测inspiral源所提供的GPU的使用。
2010-05-17 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
Repeated Bursts: Gravitational Waves from Highly Eccentric Binaries
由动力学相互作用形成的致密双星一般具有非零的轨道偏心率。来自这类双星的引力波可以根据偏心率的大小而发生剧烈的变化,从低偏心率的轨道谐波的一个子集中发射,到大偏心率的近心点通过时被集中成强烈的辐射爆发。来自这种高度偏心双星的引力波为探索基础物理学提供了一个有趣的系统,但在检测方面也提出了有趣的挑战。引力波信号中存在的轨道偏心率提供了确定双星起源的明确方法,而近心点通过的高度动力学性质通常增强了与物质和引力相关的物理学。重复的突发信号的忠实模型的生成已被证明是具有挑战性的,并且经常考虑诸如功率叠加的次优检测策略用于检测。本章回顾了我们目前对偏心双星的理解,对它们的引力波发射建模的主要努力,以及可以通过这些探测来探测的物理学。
2021-08-16 gr-qc
Gravitational-wave amplitudes for compact binaries in eccentric orbits at the third post-Newtonian order: Tail contributions and post-adiabatic corrections
计算了后广义相对论第三阶偏心轨道上紧双星的引力波模振幅的尾部贡献。我们将它们与已有的瞬时件相结合,并包括充分考虑辐射反作用力对运动的影响所需的绝热后修正。我们将小偏心率极限下的波形与圆形波形进行比较,发现完全一致。
2019-09-22 gr-qc
Detection of gravitational waves from inspiraling compact binaries using non-restricted post-Newtonian approximations
在探测螺旋形致密双星的引力波时,通常采用后牛顿近似建立匹配滤波器:滤波器相位采用后牛顿修正,振幅保持在牛顿量级。在这里,我们调查的后牛顿修正的引入也对振幅的影响,我们讨论了一些信号检测和参数估计的影响。
2000-05-16 gr-qc
Second-order self-force calculation of the gravitational binding energy in compact binaries
自作用力理论是模拟极端质量比螺旋(EMRI)的主要方法,EMRI是引力波探测器LISA的关键源。众所周知,对于一个精确的EMRI模型,二阶自作用力效应是至关重要的,但这些效应的计算一直受到障碍的困扰。在这封信中,我们提出了一个完整的计划的第一次实施的二阶自作用力计算,专门的情况下,准圆轨道的史瓦西黑洞。作为演示,我们计算了这些双星的引力结合能。
2019-11-19 gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries: Angular momentum flux, evolution of the orbital elements and the wave form to the second post-Newtonian order
利用Blanchet,Damour,and Iyer(BDI)的多极后闵可夫斯基方法,得到了沿一般轨道运动的任意质量比的致密双星的后后牛顿(2PN)精确质量四极矩.利用这一点,在一般轨道的双星,2PN的引力波形的贡献,以及相关的远区能量和角动量通量的计算。对于准椭圆轨道,能量和角动量通量在一个轨道周期内平均,并用于确定轨道根数衰减率的2PN修正。
1997-10-15 gr-qc
Joint LIGO and TAMA300 Search for Gravitational Waves from Inspiralling Neutron Star Binaries
我们使用LIGO和TAMA 300在2003年初的数据,从吸入中子星双星的重合引力波信号搜索。使用一个简单的触发交换方法,我们进行了一个相互合作的符合搜索的时候,TAMA 300和只有一个LIGO网站的操作。我们没有发现任何引力波信号的证据。在90%的置信水平下,我们对质量在1 ~ 3 M太阳之间的双星中子星合并速率的观测上限为每个银河系等效星系每年49颗中子星。在此搜索过程中开发的方法将在未来的网络螺旋分析中找到应用。
2006-10-06 gr-qc
Gravitational radiation from inspiralling compact binaries completed at the third post-Newtonian order
在广义相对论的第三后牛顿近似下计算了点粒子双星的引力辐射。本文用量纲正则化方法确定了三个由3 PN源型质量四极矩的Hadamard自场正则化得到的模糊参数,并证明了它们的值分别为xi = -9871/9240,kappa = 0和zeta = -7/33。这些结果完成了3.5PN阶以下致密双星螺旋的广义相对论预言的推导,对当前引力波探测器网络中的信号搜索和破译具有一定的参考价值。
2004-06-03 gr-qc
Gravitational wave signatures and detectability of the mass transfer effect in compact binaries
本文研究致密双星(含低质量白矮星)旋进阶段的质量转移效应,推导了引力波频率与波形解析式,证明星载探测器可高精度测量质量转移率及双白矮星各自质量。
2025-02-27 gr-qc
Measuring Cosmological Redshift Using Gravitational Waves from Compact Binaries with Mass Transfer
University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学杭州高等研究院);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);Chinese Academy of Sciences(中国科学院)
利用DECIGO测量含质量转移的致密双星红移,通过Fisher矩阵分析质量转移对引力波相位的影响,实现红移精度达10%
2025-11-27 gr-qc
Gravitational waves from binaries on unbound orbits
本文介绍了一种广义真反常型参数化,它便于描述广义相对论中两体系统的束缚轨道和开轨道。本文给出了考虑一阶后牛顿(1PN)的二元系统的径向和角向方程随时间演化的完整描述。在1PN近似下计算了该系统辐射的引力场,其中包含了超过标准四极项的更高的多极矩。在时间域中的引力波形明确给出了1PN阶的未束缚轨道,但结果也说明了在椭圆轨道上的双星,特别注意偏心率的影响。
2010-09-25 gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries: Parameter estimation using second-post-Newtonian waveforms
通过对激光干涉引力波探测器输出的引力波形模板进行匹配滤波,可以估算出螺旋形紧凑双星的参数。对于频率扫描,使用最近计算的公式,精确到第二后牛顿(2 PN)阶[阶数$(v/c)^4$,其中$v$是轨道速度]($dF/dt$)的统计误差,研究了在确定“啁啾质量”$\cal M$,约化质量$μ$,以及自旋参数$β$和$σ$(分别与自旋-轨道效应和自旋-自旋效应相关)。我们发现,以前的结果使用模板相位精确到1.5 PN顺序实际上低估了错误的$\cal M$,$μ$,和$β$。对于两颗吸气中子星,测量误差增加不到16%。
1995-02-24 gr-qc
Post-Newtonian prediction for the (2,2) mode of the gravitational wave emitted by compact binaries
我们提出了我们的3.5PN计算的(2,2)模式的引力波振幅发射的紧凑的双星,准圆轨道和在没有自旋。我们使用多极后牛顿波生成形式主义,扩展和建设以前的作品计算的3PN顺序。该计算需要多极后闵可夫斯基算法的扩展,以及在3.5PN阶的质量源四极子的计算。我们的结果将允许更准确的比较数值相对论,是第一步的计算的完整的3.5PN波形振幅,这将提高估计的源参数的引力波探测器。
2012-10-08 gr-qc
Modelling gravitational waves from precessing black-hole binaries: Progress, challenges and prospects
两个绕轨道运行的黑洞的螺旋和合并是最有希望的来源之一,用于第一次(希望即将到来)直接探测引力波(GW),这些信号的测量可以提供有关天体物理学,基础物理学和宇宙学的丰富信息。探测和测量需要对来自所有可能的黑洞-双星配置的GW信号进行理论描述,其中可能包括由于黑洞自旋而引起的复杂的进动效应。因此,从一般进动双星的GW信号建模是GW天文学面临的最紧迫的理论挑战之一。本文简要回顾了一般二元动力学和波形的现象学,以及最近在模拟它们方面的进展。
2013-12-12 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
On the ability of various circular inspiral templates to capture inspiral gravitational waves from compact binaries having tiny orbital eccentricities
我们探讨了各种类型的后牛顿(PN)精确的圆形模板捕捉inspiral引力波(GW)信号的能力,从紧凑的双星具有微小的轨道偏心率。GW信号通过适应T. Damour,A. Gopakumar和B. R. Iyer,[Phys.Rev.D70,064028(2004)],采用轨道能量和时间偏心率来描述轨道演化。使用与初始LIGO相关的拟合因子估计,我们表明基于绝热TaylorT1,完全绝热TaylorT1和TaylorT4近似的圆形模板无法从具有微小剩余轨道偏心率的紧凑双星中捕获我们的GW信号。然而,基于最近引入的泰勒近似式的2PN阶圆形内旋模板被发现在从具有中等偏心率的内旋致密双星中捕获GW方面既有效又忠实,并且我们为我们的观察提供了物理解释。
2012-02-28 gr-qc
Detecting gravitational waves from inspiraling binaries with a network of detectors : coherent strategies by correlated detectors
讨论了利用相关激光干涉探测器网络探测螺旋型致密双星中的引力波的相干搜索策略。从极大似然比统计量,我们得到了一个相干的统计,这是略有不同,一般比我们在我们以前的工作中得到的更好。在两个检测器的互谱经功率谱密度归一化后为常数的特殊情况下,新统计量与旧统计量一致。在一个简单的情况下,对于一个给定的虚警率的检测概率的定量差异也进行了评估。
2007-02-03 gr-qc
Geometrical-optics analysis of the interaction between light and gravitational waves from binaries
该研究采用弯曲时空几何光学方法,分析双致密天体近邻发出的光与该天体引力波的相互作用,重点探究引力法拉第旋转效应,为引力波光学效应研究提供理论支撑。
2025-05-19 gr-qc
Gravitational waves from eccentric compact binaries: Reduction in signal-to-noise ratio due to nonoptimal signal processing
螺旋致密双星被认为是干涉测量探测器最有希望的引力波源之一。当它们的引力波进入仪器的频带时,这些双星中的大多数预计已经成圆形。然而,不排除某些双星仍然具有显著偏心率的可能性。我们设想一种情况,其中偏心信号被检测器接收,但在数据分析中没有明确搜索,该分析仅使用圆形波形作为匹配滤波器。我们确定的可能性,这些过滤器,虽然不是最佳的,但将成功地捕捉偏心信号。我们这样做时,计算损失的信噪比搜索偏心信号时,这些非最佳的过滤器。我们表明,对于一个给定的总质量的二元系统,这种损失随着偏心率的增加而增加。我们还表明,对于一个给定的偏心率,总质量增加的损失减少。
1999-08-30 gr-qc
Accurate time-domain gravitational waveforms for extreme-mass-ratio binaries
该方法大大提高了非齐次Teukolsky方程时域解的精度。将引力波中的能量通量与史瓦西和克尔中圆形赤道轨道的高精度频域结果进行比较,我们发现一致性在1%或更好的范围内,我们相信这可以进一步提高。我们将我们的方法应用于频域计算相对不利的轨道,特别是高偏心率(椭圆和抛物线)的“变焦旋转”轨道,并找到引力波的能量通量,波形和特征应变。
2007-02-07 gr-qc
Toward the search for gravitational waves from inspiralling compact binaries in TAMA300 data during 2003: data quality and stability
我们提出的初步分析结果,以寻找吸入紧凑型双星使用TAMA 300 DT8的数据,这是在2003年。我们比较的质量和稳定性的数据与DT6在2001年。我们发现,DT8数据具有更好的质量和稳定性比DT6数据。
2003-11-12 gr-qc
Angular velocity of gravitational radiation from precessing binaries and the corotating frame
本文定义了球上含时函数的角速度,并将其应用于致密双星的引力波形。由于角速度具有几何意义和明确的物理动机,因此它在帮助解决紧凑双星模型中的一个重要--但在很大程度上被忽视--问题方面是非常有用的:仅从引力波推导系统物理参数的逆问题。它还用于定义波形的共转标架。当在该帧中分解时,波形没有旋转动力学,因此尽可能缓慢地演变。由此产生的简化导致直接的方法,准确地比较波形和构建混合。如本文所述,这些方法可以稳健地应用于处理和非处理波形,为波形分析提供了一个清晰、全面和一致的框架。所有这些方法的显式实现都在附带的计算机代码中提供。
2013-04-10 gr-qc
Spin effects on gravitational waves from inspiraling compact binaries at second post-Newtonian order
我们计算的引力波形的自旋,进动紧凑的双inspirals通过第二后牛顿秩序的振幅。当自旋与轨道角动量共线且轨道为准圆时,我们进一步给出了引力波偏振和分解为自旋加权球谐模的显式表达式.波形中的第二后牛顿自旋项的知识可用于改进用于紧凑双星吸气的数据分析的分析模板的物理内容,并用于与数值相对论模拟进行更准确的比较。
2013-03-18 gr-qc
A template bank to search for gravitational waves from inspiralling compact binaries: II. Phenomenological model
匹配滤波被用来搜索地面干涉仪数据中由吸入致密双星发射的引力波。检测过程的一个关键方面是部署一组模板,也称为模板库,以覆盖参数空间的天体物理学感兴趣的区域。在一篇配套论文中,我们描述了用于分析LIGO数据的模板库算法,以搜索由中子星和/或恒星质量黑洞组成的非旋转双星的信号;该模板库基于物理模板族。在本文中,我们描述的唯象模板库,用于搜索引力波从非旋转的黑洞双星(从恒星质量形成)在第二,第三和第四LIGO科学运行。我们简要地解释了银行的设计,其模板是基于现象学检测模板家庭。我们表明,该模板库提供匹配大于95%的物理模板的家庭,预计将被捕获的现象学模板。
2007-09-07 gr-qc
Orbital Synchronization Capture of Two Binaries Emitting Gravitational Waves
研究了由两颗发射引力波的双星组成的分级四极恒星系统轨道同步捕获的可能性。基于一个简单的包含质量转移的白矮星双星模型,我们发现在双星间距离小于引力波长的情况下可以实现捕获。我们还讨论了相关的有趣的现象,如耦合的白矮星双星和引力和电磁辐射显着减少之间的寄生关系。
2018-01-08 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves and electromagnetic radiation from charged black hole binaries
天体物理学上的黑洞是否带有电荷仍然是一个悬而未决的问题。在这篇工作中,我们解析计算了带电黑洞双星在旋进阶段的引力波和电磁波的频域波形。除了已知的$f^{-7/6}$波形外,我们还得到了一个$-11/6$幂律引力波分量。详细推导了带电双星波形的相位。在电磁对应物的情况下,我们专注于电磁偶极子辐射,但我们包括四极贡献来完成我们的讨论。我们还得到了电磁波的啁啾特性。在偶极辐射的情况下,频域波与$f^{-7/6}$成比例,而$f^{-1/6}$出现在四极贡献中。频域波形可以用来估计当前引力波观测中黑洞的电荷。
2022-09-02 gr-qc
Gravitational Waveforms for Precessing, Quasicircular Compact Binaries with Multiple Scale Analysis: Small Spin Expansion
我们得到的分析重力波形在频域进动,准圆形紧凑的双星与小自旋,适用,例如,二进制中子星inspirals。首先,我们计算的进动方程,通过扩大在无量纲的自旋参数和使用多尺度分析,以分离的时间尺度得到的解析解。我们继续通过分析计算时域波形的傅立叶变换,通过固定相位近似。我们表明,后者是有效的小自旋系统。最后,我们表明,这些波形有很高的重叠数值波形通过直接集成的进动方程和离散傅立叶变换。由此产生的,分析波形的家庭是理想的探测和参数估计的引力波发射的吸入双中子星与地面探测器。
2013-09-29 gr-qc
Third post-Newtonian spin-orbit effect in the gravitational radiation flux of compact binaries
引力波包含尾部效应,这是由于线性波在源周围的弯曲时空几何中的后向散射。最近,通过计算3PN阶引力波能流中由尾效应引起的自旋轨道项,两体螺旋后牛顿(PN)动力学和引力波信号的知识和精度得到了提高。在这里,我们勾勒出这个推导过程,它产生的相位公式,包括SO尾效应通过相同的3PN阶。这些结果可以用来提高分析模板的准确性,旨在描述整个过程的螺旋,合并,和振铃。
2012-10-02 gr-qc
Detecting gravitational waves from highly eccentric compact binaries
在致密的恒星区域,高偏心的黑洞和中子星双星可以通过各种n体相互作用形成。这样的双星在合并之前,可以在一系列基本上孤立的引力波爆发中释放出相当大一部分结合能。在已知黑洞和中子星质量的情况下,许多这样的系统会以当代地面引力波探测器敏感波段内的频率发射这些重复的爆发。不幸的是,现有的引力波搜索不适合检测这些信号。在这项工作中,我们采用了“功率叠加”的方法来探测来自高偏心双星的引力波信号。我们实现这种方法作为Q变换的扩展,投影到多分辨率的基础上的加窗复指数,以前已被用来分析数据从网络的LIGO/处女座探测器。我们的方法在时间-频率瓦片的集合上搜索多余的功率。我们使用Monte Carlo实验的信号注入模拟检测器噪声的性能,我们的方法的特点。我们的研究结果表明,功率叠加方法实现了更好的灵敏度,偏心二进制信号比现有的本地化突发搜索。
2014-03-30 gr-qc
A template bank to search for gravitational waves from inspiralling compact binaries I: physical models
利用匹配滤波技术搜索了来自合并紧密双星的引力波。由于模型波形取决于许多参数,因此有必要通过覆盖参数空间的天体物理学感兴趣区域的模板库对数据进行过滤。模板的选择由模板库的离散性导致的信噪比的最大允许下降来定义。在本文中,我们描述了模板银行的算法,用于从激光干涉仪引力波天文台(LIGO)和GEO 600探测器的数据分析,以搜索信号的二进制组成的非自旋紧凑的对象。利用蒙特卡罗模拟,我们研究了该库的效率,并表明它的性能是令人满意的设计灵敏度曲线的地基干涉引力波探测器GEO 600,初始LIGO,先进的LIGO和Virgo。该数据库可以有效地搜索各种致密双星,如原始黑洞双星、中子星双星、黑洞双星以及由一个非自旋黑洞和一个中子星组成的混合双星。
2006-07-20 gr-qc
Gravitational waves from inspiraling compact binaries: The quadrupole-moment term
旋转恒星的扁率会使恒星外部的引力场产生变形,这可以用四极矩张量来测量。研究了四极矩对由中子星和/或黑洞组成的致密双星系统的轨道运动和内旋速率的影响。我们发现,在圆形轨道的情况下,四极子-自旋相互作用对轨道半径与角速度之间的关系以及内旋速率的影响达到了(v/c)^[4]数量级,其中v是轨道速度,c是光速。
1997-09-12 gr-qc
Interpreting the results of searches for gravitational waves from coalescing binaries
我们介绍了一种方法的基础上最响亮的事件统计来计算的上限或间隔的天体物理率的二进制合并。计算取决于探测器的灵敏度和噪声背景,以及合并双星的天体物理分布模型。由于天体物理和仪器的不确定性以及使用后牛顿波形近似全信号所引入的误差,在速率的计算中存在显著的不确定性。我们对这些不确定性进行了详细的分类,并描述了一种边缘化方法。在整个过程中,我们提供了一个基于初始LIGO探测器的例子。
2007-07-16 gr-qc
Gravitational waves from coalescing binaries: detection strategies and Monte Carlo estimation of parameters
本文讨论了从合并双星中探测引力波的问题。我们介绍了微分几何的应用问题的最佳检测的“啁啾信号”。我们还进行了广泛的蒙特卡罗模拟,以了解在估计的二进制系统的参数的错误。我们发现,即使在10-15的高信噪比下,误差也远大于协方差矩阵预测的误差。我们还介绍了使用的瞬间,而不是到达的时间来确定方向的源的想法。
1995-08-05 gr-qc
An effectual template bank for the detection of gravitational waves from inspiralling compact binaries with generic spins
我们报道了一个三维模板库的建设,从旋转致密天体组成的吸气双星的引力波的搜索。参数空间由两个描述质量参数的维度和一个描述波形中长期(非旋进)自旋效应的“约化自旋”参数组成。模板放置是基于一个有效的随机算法,并利用半解析计算的参数空间中的度量。我们表明,“低质量”($m_1 + m_2 \lesssim 12\,M_\odot$)的二进制文件,该模板银行实现有效的拟合因子$\sim0.92$ - $0.99$对信号从通用自旋二进制在先进的检测器时代在整个参数空间的兴趣(包括二进制中子星,二进制黑洞,黑洞-中子星二进制)。这为从一般的自旋低质量致密双星中寻找引力波提供了一种强有力的可行方法。假设黑洞[中子星]的自旋幅度均匀分布在0- 0.98 [0 - 0.4]之间,自旋角各向同性分布,与使用非自旋组的搜索相比,使用这种减少自旋组的搜索的平均检测体积(在固定的信噪比阈值下)的预期改进为$\sim20-52\%$。
2014-05-21 gr-qc
Gravitational Waves from Inspiralling Compact Binaries: A Post-Newtonian Approach
由中子星或黑洞组成的螺旋双星系统是有希望的引力辐射源,可以被大型激光干涉引力观测站探测到,如美国的LIGO和意大利-法国的VIRGO项目。一旦探测器在这个十年结束前投入使用,就需要精确的理论重力波形模板来对探测器的输出进行匹配滤波数据分析。除了最后两个物体的强广义相对论结合,高阶后牛顿方法在理论家开发所需模板的努力中发挥着重要作用。本文讨论了这种方法的基础,并提供了一个有用的公式和结果的纲要。数字可应要求提供。(1993年10月28日在第8届西宫汤川纪念研讨会上的特邀演讲)
1994-03-17 gr-qc
Next-to-leading tail-induced spin-orbit effects in the gravitational radiation flux of compact binaries
引力波传播中的非线性印记-尾部效应-是自旋黑洞双星的新自旋贡献的能流和轨道相位的原因。自旋-轨道(线性自旋)对这种效应的贡献目前已知在领先的后牛顿阶,即3 PN的最大自旋黑洞在准圆形轨道。在目前的工作中,我们推广这些尾部起源的自旋轨道项的下一个领先的4PN顺序。这需要特别是扩展以前的结果的动态演变的进动紧凑的二进制文件。我们表明,尾巴代表唯一的自旋轨道项在该顺序的准圆轨道,我们发现完美的协议与已知的结果为测试粒子围绕克尔黑洞,微扰理论计算。BH层吸收项必须加到这里计算的PN结果中。我们的工作完成的知识的自旋轨道效应的相位的紧凑的双星的4PN顺序,并允许建立更忠实的PN模板的黑洞双星的螺旋相位,提高地基和天基引力波探测器的能力。
2013-12-23 gr-qc
Non-linear multipole interactions and gravitational-wave octupole modes for inspiralling compact binaries to third-and-a-half post-Newtonian order
本文的动机是需要提高后牛顿(PN)的振幅精度的波形引力波产生的吸入紧凑的双星,无论是用于数据分析和后牛顿近似和数值相对论计算之间的比较。它提出:(i)3.5PN以下一般后牛顿物质源多极矩之间的非线性耦合,包括尾、尾之尾和非线性记忆效应的贡献;和(ii)源质量型八极矩(非自旋)紧致双星达到3 PN阶,这允许完成八极模(3,3)和(3,1)重力波形的阶数为3.5PN。在这种情况下,我们重新确认通过独立的计算,我们以前的结果有关的源质量型四极矩订购3 PN。文中还讨论了因子分解后的波形和对数对高阶的贡献。
2015-02-04 gr-qc