Kerr黑洞偏心轨道的高后牛顿阶引力自作用力分析结果

Kerr黑洞偏心赤道轨道的引力自作用力分析结果：红移不变量

New gravitational self-force analytical results for eccentric equatorial orbits around a Kerr black hole: redshift invariant

目前已知沿着稍微偏心的赤道轨道围绕克尔黑洞运动的粒子的Detweiler-Barack-Sago红移函数的偏心率为二阶，自旋参数为二阶，以及8.5后牛顿阶。我们提高了这样一个规范不变的量的分析计算，包括条款的四阶偏心率在同一后牛顿近似水平。我们还检查，我们的结果同意相应的后牛顿期望相同的数量，通过使用目前已知的哈密顿自旋双星计算。

大偏心率渐近法与后牛顿偏心波形傅里叶模的快速解析近似

Large-Eccentricity Asymptotics and Fast Analytic Approximation for Fourier modes of Post-Newtonian Eccentric Waveforms

本文发展了计算后牛顿二体系统引力波傅里叶模的渐近分析方法，推导了高偏心率下偏心增强函数的渐近展开，并构建了端点约束的解析近似方法，实现大偏心率下傅里叶模的快速计算，误差控制在10^-3以内，适用于p≤200的傅里叶模。

第三后牛顿阶偏心轨道中紧双星的引力波振幅：记忆贡献

Gravitational-wave amplitudes for compact binaries in eccentric orbits at the third post-Newtonian order: Memory contributions

本文在广义相对论中计算了三阶后牛顿（3PN）非线性记忆效应对偏心轨道上紧双星引力波振幅的贡献。这些贡献在本质上是遗传的，因为它们是由双星在整个动力学过程中发出的引力波产生的。将这些与已经可用的瞬时和尾部贡献相结合，我们得到完整的3PN精确重力波形。

An eccentric binary blackhole in post-Newtonian theory

Gravitational waves radiated during binary black hole coalescence is a perfect probe for studying the characteristics of strong gravity. Advanced techniques for creating numerical relativity substitute models for eccentric binary black hole systems are presumed to become more crucial in existing and anticipated gravitational wave detectors. The imprint on the observation data of the gravitational wave emitted by the binary coalescence enhances the two body system studies. The aim of this study is to present an overview of the change in characteristics behaviours of hierarchical massive astroph…

基于后牛顿轨道参数的低偏心率数值黑洞初始数据

Numerical black hole initial data with low eccentricity based on post-Newtonian orbital parameters

非偏心轨道上的黑洞双星是引力波源的一个重要子类，但如何构造具有最小初始偏心率的数值初始数据是一个不容忽视的问题。我们使用Buonanno，Chen和Damour（2006）的方法计算准球形轨道的后牛顿轨道参数，并在数值模拟中检查由此产生的偏心率。四种不同的方法进行了研究，从泰勒展开或有效的单体哈密顿的选择，并从两个选择的能量通量。对于质量不等和旋转的黑洞，偏心率会增加，但仍然小于以前的后牛顿方法得到的结果。有效的单体哈密顿量提供了减少初始分离的优势，正如预期的那样，但在本研究的上下文中，对于自旋的二进制，也比泰勒展开的哈密顿量表现得更好。

Residual eccentricity of inspiralling orbits at the gravitational-wave detection threshold: Accurate estimates using post-Newtonian theory

We use equations of motion containing gravitational radiation-reaction terms through 4.5 post-Newtonian order to calculate the late-time eccentricities of inspiraling binary systems of non-spinning compact bodies as they cross the detection threshold of ground-based gravitational-wave interferometers. The initial eccentricities can be as large as 0.999. We find that the final eccentricities are systematically smaller than those predicted by the leading quadrupole approximation, by as much as 30 percent for a 300 solar mass binary crossing the LIGO/Virgo detection threshold at 10 Hz, or eight p…

偏心轨道紧双星的第三类后牛顿精确广义拟开普勒参数化

Third post-Newtonian accurate generalized quasi-Keplerian parametrization for compact binaries in eccentric orbits

我们提出了开普勒型参数化的解决方案的第三后牛顿（3PN）精确的运动方程的两个非自旋紧凑的物体在偏心轨道上移动。的参数化的轨道元素明确给出的3PN精确的守恒轨道能量和角动量在Arnowitt，Deser，和Misner型和谐波坐标。我们的代表将需要构建后牛顿准确的“准备使用”的搜索模板，从紧凑的二进制在吸气偏心轨道的引力波的检测。由于存在某些3PN精确的规范不变轨道根数，参数化应该是有用的，以分析相容性的广义相对论数值模拟，涉及紧凑的双星与相应的后牛顿描述。如果需要的话，本参数化也将需要计算后牛顿修正目前采用的相对论双星射电观测的“计时公式”。

用后牛顿运动方程直接积分研究具有自旋的偏心双星黑洞

Eccentric Binary Black Holes with Spin via the Direct Integration of the Post-Newtonian Equations of Motion

我们整合了一个完全通用的二元黑洞系统的第三个半后牛顿运动方程，允许两个非圆形轨道，并为一个或两个黑洞自旋，在任何方向。利用超越首阶四极子公式的后牛顿二阶表达式，研究了这类系统产生的引力波形。通过与Taylor T4方法在圆自旋情况下的比较，验证了本文的结果，并分析了偏心率和自旋对系统的附加效应和调制作用。我们使用的框架来评估偏心率的演变，并跟踪其贡献的源项对应的不同定义。最后，我们讨论了如何直接积分方程的运动代码可能与现有的和即将到来的引力波探测器，显示完全通用的，进动，偏心的引力波形从基准二进制系统的轨道平面和自旋进动，和偏心率减少。

三阶后牛顿偏心紧致双星的遗传效应

Hereditary Effects in Eccentric Compact Binary Inspirals to Third Post-Newtonian Order

虽然后牛顿理论在理解偏心致密双星的轨道动力学和引力波发射方面取得了很大的成功，但仍存在一些问题。其中最大的影响是遗传效应：与背景弯曲时空的散射（尾巴）和引力波产生引力波（记忆）有关的非线性现象。目前，这些遗传效应仅在数值上已知通过贝塞尔函数的无限和任意偏心率，封闭形式，解析结果仅在小偏心率限制。我们在这里计算，第一次，封闭形式，解析表达式的所有遗传效应的第三后牛顿秩序的二进制任意偏心率。对于尾部，我们首先渐近扩展所有贝塞尔函数在高偏心率，并找到一个超渐近系列的每个增强因子，准确到优于$10^{-3}$相对于后牛顿数值计算在所有偏心率。我们进一步提高小偏心率行为的超渐近系列生成超渐近表达式的每个增强因子，通常准确到优于$10^{-8}$在所有偏心率。对于内存，我们讨论其计算范围内的密切近似的二进制的轨道和出现的困难。我们的封闭形式的遗传通量的解析表达式，使我们能够数值计算的轨道相位是相同的，发现使用贝塞尔函数的无限总和，以两倍的数值精度。

用后牛顿螺线初始参数减小黑洞双星演化的偏心率

Reducing eccentricity in black-hole binary evolutions with initial parameters from post-Newtonian inspiral

黑洞双星演化的准圆轨道参数的标准选择导致了偏心内旋。我们介绍了一个概念上简单的方法，这是通过数百个轨道积分后牛顿运动方程，并读出的动量值在分离，我们希望开始一个完全广义相对论的数值演化。对于特定的情况下，非自旋等质量inspiral与初始坐标分离的$D = 11M$，我们表明，这种方法减少了至少五个因素的偏心率，以$e < 0.002$相比，使用标准的准圆初始参数。

Schwarzschild黑洞偏心轨道自作用力计算的后牛顿和有效单体结果的简化和改进

Confirming and improving post-Newtonian and effective-one-body results from self-force computations along eccentric orbits around a Schwarzschild black hole

我们解析计算，通过6.5后牛顿秩序，二阶的Detweiler-Barack-Sago规范不变红移函数的偏心率部分的小质量在偏心轨道上围绕史瓦西黑洞。利用力学第一定律求解偏心轨道[A. Le Tiec，Phys. Rev. D { \bf 92}，084021（2015）]我们将我们的结果转录为有效单体形式主义的第二径向势的相应准确知识[A. Buonanno和T. Damour，Phys. Rev. D { \bf 59}，084006（1999）]。我们比较了我们新获得的分析信息，几个不同的数值自作用力数据，并发现很好的协议，估计误差范围内。我们还获得，第一次，独立的分析检查最近导出的，比较质量的第四后牛顿阶动力学[T。Damour，P. Jaranowski和G. Shaefer，Phys. Rev. D { \bf 89}，064058（2014）]。

Kerr黑洞的一个牛顿模拟

A Newtonian analogue of Kerr black hole

一个有250年历史的牛顿问题，首先由欧拉研究，结果与最极端的天体物理相对论性物体克尔黑洞有很多相似之处。虽然这两个领域背后的框架是完全不同的，但这两个问题都与引力场有关，这些引力场与其中的试验体的轨道运动有着非常有趣的相似之处。它们异常相似的根本原因是这两个问题的可整合性，以及它们共同的多极结构。在本文中，我们证明了存在大量的定性，有时定量，这两个问题之间的相似之处。基于这个类比，我们可以利用牛顿问题来了解克尔黑洞场的相对论处理变得相当复杂的情况。

后牛顿近似Kerr时空中沿倾斜轨道的检验质量的可观测量

Observables of a test-mass along an inclined orbit in a post-Newtonian approximated Kerr spacetime to leading-order-quadratic-in-spin

本文导出了非自旋试验质量在旋转变形物体的相对论性引力场中的轨道运动，该物体不限于赤道平面或球形轨道。中心体的引力场由克尔度规表示，扩展到后牛顿二阶，包括线性和二次自旋项。借助新颖的正则变量和基于作用的方法，导出了轨道周期、内禀近星点推进和轨道面岁差。

Kerr-Newman几何中带电粒子的伪牛顿势

Pseudo-Newtonian Potential for Charged Particle in Kerr-Newman Geometry

在旋转带电黑洞的Kerr-Newman几何中，考虑了比荷q/m << 1的试验粒子的赤道圆周运动.我们发现粒子的守恒能量和守恒投影的角动量的黑洞的旋转轴作为校正，在领先的q/m，相应的能量和角动量的中性粒子。我们确定作用在测试粒子上的向心力，因此，我们找到了一个经典的伪牛顿势，它可以模拟这个广义相对论问题。

偏心双星黑洞模拟与后牛顿模型的比较

Comparisons of eccentric binary black hole simulations with post-Newtonian models

我们提出了第一个偏心的二元黑洞系统的数值相对论（NR）模拟与相应的后牛顿（PN）的结果之间的比较。我们演化了一个初始偏心率e ~ 0.1的等质量非自旋组态，并合前的21个引力波周期，发现引力波相位与绝热偏心PN模型一致，其中2 PN辐射反应在0.1弧度以内，持续10个周期. NR和PN相位差在合并之前通过5个周期增长到0.7弧度。我们发现这些结果可以通过将偏心PN表达式用与频率有关的变量x =（ω M）^{2/3}展开得到，其中M是双星的总质量。当使用平均运动n = 2 π/P（其中P是轨道周期）时，比较结果与NR有很大的不同。

后牛顿理论中的偏心引力波爆发

Eccentric Gravitational Wave Bursts in the Post-Newtonian Formalism

地面引力波观测站对GW 150914的探测开创了天体物理学的新纪元。在最佳灵敏度下，预计这些观测站每年将探测到几个事件，其中一两个事件的偏心率不可忽略。这样的偏心双星在每一次近心通过时都会发出引力辐射的爆发，在那里轨道速度可以达到光速的10%以上。因此，这类双星可能被证明是极端引力物理学和天体物理学的强大探测器。一个有前途的方法来实现检测这样的二进制是通过功率叠加，其中每个突发的功率在时间-频率空间中相加。这种检测策略需要突发在时间和频率上发生的理论先验，以便知道在哪里搜索连续的突发。在这里，我们提出了一个通用的后牛顿形式主义，用于构建这样的时间-频率模型先验一般后牛顿秩序。我们应用我们的形式主义产生一个爆炸模型在第三后牛顿秩序，使其成为最准确的，完全解析模型。

标量-张量理论中偏心致密双星在二阶后牛顿阶的准开普勒参数化及其应用

Quasi-Keplerian parametrization for eccentric compact binaries in scalar-tensor theories at second post-Newtonian order and applications

在无质量标量-张量理论中建立偏心致密双星2PN阶准开普勒参数化，计算1PN阶轨道平均通量与要素演化，发现主导阶$a-e$关系与标量参数无关，并扩展牛顿阶波形至偏心轨道。

后牛顿理论启发的引力波形偏心率表征框架

Post-Newtonian theory-inspired framework for characterizing eccentricity in gravitational waveforms

提出一种基于后牛顿理论的框架，利用引力波球谐模的调制特征一致地表征非旋进偏心双黑洞合并的偏心率，并验证其与数值相对论模拟的平滑连接。

Kerr黑洞偏心赤道轨道上的引力自作用力

Gravitational self-force on eccentric equatorial orbits around a Kerr black hole

本文首次计算了质量比为一阶的Kerr黑洞偏心赤道轨道上的致密小天体的引力自作用力。这是对物体运动方程的逐点修正（包括保守的和耗散的），因为它自己的引力场被视为对背景克尔时空的线性扰动，而背景克尔时空是由大得多的旋转黑洞产生的。计算建立在最近的进展上构建本地度规和自作用力从Teukolsky方程的解决方案，这导致了计算Detweiler-Barack-Sago红移不变量偏心赤道轨道周围的克尔黑洞在以前的文件。在推导出从Weyl标量$ψ_4$获得自作用力的必要表达式后，我们对方法和数值实现进行了几次一致性检查，包括检查将自作用力的轨道平均与系统外的能量和角动量的平均通量相关联的平衡定律。特别注意的是在我们的方法中的频率模式的总和的逐点收敛特性，确定一个系统的固有损失的精度，任何频域计算的离心轨道上的自作用力必须克服。

High-order post-Newtonian expansion of the redshift invariant for eccentric-orbit non-spinning extreme-mass-ratio inspirals

We calculate the eccentricity dependence of the high-order post-Newtonian (PN) series for the generalized redshift invariant $\langle u^t \rangle_τ$ for eccentric-orbit extreme-mass-ratio inspirals on a Schwarzschild background. These results are calculated within first-order black hole perturbation theory (BHPT) using Regge-Wheeler-Zerilli (RWZ) gauge. Our \textsc{Mathematica} code is based on a familiar procedure, using PN expansion of the Mano-Suzuki-Takasugi (MST) analytic function formalism for $l$ modes up to a certain maximum and then using a direct general-$l$ PN expansion of the RWZ e…

沿后牛顿精确偏心轨道螺旋运动的致密双星的引力波：数据分析意义

Gravitational waves from compact binaries inspiralling along post-Newtonian accurate eccentric orbits: Data analysis implications

沿偏心轨道旋转的致密双星是地基激光干涉仪的引力波源。我们探索的损失，在事件发生率时，从紧凑的二进制文件，沿着后牛顿精确偏心轨道与某些明显的非最佳搜索模板的灵感搜索GW。对于本分析，具有2.5后牛顿精确轨道演化的GW信号按照[T. Damour，A. Gopakumar和B. R. Iyer，Phys. Rev. \textbf{70}，064028（2004）]。我们证明了搜索模板，模型在规范不变的方式GWs从紧凑的二进制inspirling qudrupolar辐射反应下沿2 PN精确的圆形轨道是非常有效的捕捉我们有点现实的GW信号。然而，基于绝热、完全绝热和规范依赖的完全非绝热近似的三种类型的搜索模板在[P. Ajith，B. R.伊耶角A. K. Robinson和B. S. Sathyaprakash，%``A new class of post-Newtonian approximants to the dynamics of inspiralling compact binaries：Test-mass in the Schwarzschild spacetime，'' Phys. Rev. D { \bf 71}，044029（2005）]，与四极辐射反应下的圆形内旋相关，发现在捕获上述偏心信号方面效率低下。我们的结论是，将需要进一步的调查，以探测各种类型的PN准确的…

偏心轨道双星第三后牛顿阶引力波形与通量中的自旋效应

Spin effects in gravitational waveforms and fluxes for binaries on eccentric orbits to the third post-Newtonian order

本文推导了偏心轨道上旋转致密双星到第三后牛顿阶的波形模式与能量角动量通量，包含次领头阶自旋效应和遗传贡献，可提升波形模型精度。

在准圆形黑洞模拟中测量轨道偏心率和近星点推进

Measuring orbital eccentricity and periastron advance in quasi-circular black hole simulations

比较了利用轨道变量和引力波相位及频率计算准圆双星黑洞系统轨道偏心率的不同方法。对于大约百分之一的偏心率，大多数方法都能令人满意地工作。然而，对于小的偏心率，引力波相位允许对偏心率进行特别干净和可靠的测量。此外，我们测量的轨道偏心率的衰减过程中的inspiral和找到合理的协议后牛顿的结果。最后，我们测量了非自旋双星黑洞的近星点推进，并将其与后牛顿近似进行了比较。随着近星点推进测量的不确定性较低，我们积极检测完全数值模拟和后牛顿计算之间的偏差。

偏心轨道中后牛顿与数值相对论波形的完整比较

A complete waveform comparison of post-Newtonian and numerical relativity in eccentric orbits

本文系统比较偏心轨道中的3PN与NR波形，通过多模式及180组波形分析频率、振幅、相位和初始偏心率，明确二者在旋进阶段一致而在并合附近偏离。

Kerr黑洞赤道圆轨道在辐射作用下的稳定性

Stability under radiation reaction of circular equatorial orbits around Kerr black holes

研究了在引力辐射作用下，Kerr黑洞周围点粒子的微偏心赤道轨道的演化。我们的方法涉及数值积分的Sasaki-Nakamura方程。结果发现，这种轨道的偏心率减少，在整个大部分的螺旋，直到不久之前的最内稳定的圆形轨道（ISCO），当达到一个临界半径$r_{\text{crit}}$，超过该螺旋轨道的偏心率增加。结果表明，在这最后（离心率增加）阶段的螺旋剩余的轨道数是一个数量级少的快速旋转的黑洞周围的逆轨道比逆行轨道。在自旋参数为$a=1$的克尔黑洞的极端极限中，这个临界半径下降到黑洞的“咽喉”。

后牛顿体系中的解析自作用力计算：史瓦西背景下的偏心轨道

Analytic self-force calculations in the post-Newtonian regime: eccentric orbits on a Schwarzschild background

本文提出了一种求解一阶后牛顿（PN）展开场方程的方法。我们的计算推广了Bini和Damour以及随后Kavanagh等人的工作，考虑史瓦西背景下的偏心轨道。我们推导出所有$\ell$模式的粒子位置的延迟度规扰动的表达式。我们发现，尽管第一次出现，Regge-Wheeler规范度规扰动是$C^0$在所有$\ell$的粒子。作为第一次使用我们的解决方案，我们计算规范不变量$\langle U \rangle$通过4PN，同时扩大偏心率通过$e^{10}$。通过预测每个PN阶的$e\to 1$奇异行为，我们大大提高了我们的结果的精度为大$e$。我们使用$\langle U \rangle$通过$e^{10}$和在质量比的线性顺序找到有效的单体势$\hat Q$的4PN贡献。

偏心轨道中自旋紧密双星动力学的后牛顿精确参数解：首阶自旋-轨道相互作用

Post-Newtonian accurate parametric solution to the dynamics of spinning compact binaries in eccentric orbits: The leading order spin-orbit interaction

本文导出了在偏心轨道上运动的自旋紧双星的后牛顿（PN）精确保守动力学解的开普勒型参数化。我们考虑的PN精确动力学由第三类后牛顿精确保守轨道动力学组成，它们受首阶自旋效应的影响，即首阶自旋-轨道相互作用.该表示的轨道要素明确给出的保守轨道能量，角动量和一个数量，表征领先的顺序自旋轨道相互作用在Arnowitt，Deser和Misner型坐标。我们的参数解适用于以下两种不同的情况：（i）双星由质量相等的致密物体组成，具有两个任意自旋，（ii）双星由任意质量的致密物体组成，其中只有一个以任意自旋旋转。作为我们的参数化的一个应用，我们提出了引力波偏振，其振幅被限制在领先的四极阶，适合于描述引力辐射从旋转的紧密双星偏心轨道上移动。目前的参数化将需要建设“随时可用”的参考模板引力波从旋转致密双星在吸气偏心轨道。我们的参数解后牛顿精确的保守动力学的自旋紧密双星清楚地表明，考虑的情况下，在这些系统中没有混乱。最后，我们注意到，我们的参数化提供了第一步，在推导出一个完整的第二后牛顿准确的“定时公式”，这可能是有用的相对论性的双恒星J 0737 -3039的射电观测。

Kerr黑洞偏心赤道轨道产生的度规扰动

Metric perturbations produced by eccentric equatorial orbits around a Kerr black hole

我们提出的第一个数值计算的（本地）度规扰动所产生的一个小的紧凑的物体上的偏心赤道测地线围绕克尔黑洞，精确到一阶的质量比。该过程首先通过求解Teukolsky方程，使用半解析方法获得Weyl标量$ψ_4$。度规微扰然后重建从$ψ_4$在一个（出射）辐射规范，加上适当的非辐射的贡献所产生的质量和角动量的时空的变化。作为演示，我们计算的广义红移$U$的轨道频率的函数$Ω_r$和$Ω_ϕ$的线性顺序的质量比，规范不变的措施，由于自相互作用的轨道的保守修正。在Schwarzschild中，所得结果在精度上超过了文献中已有的结果，并对$U$的后牛顿展开式中的一些未知4PN和5PN项找到了新的估计.在克尔，我们提供了完全新颖的值$U$偏心赤道轨道。完整的自作用力的计算将出现在即将发表的论文中。

Kerr时空重构度量微扰完备化问题的规范固定

Gauge-fixing for the completion problem of reconstructed metric perturbations of a Kerr spacetime

我们提供了一个处方来解决度量完成问题的引力自作用力计算克尔时空通过固定剩余的规范自由。我们讨论了明确的例子偏心赤道轨道，恢复所有的极限情况下已经研究的文献中的偏心轨道在史瓦西以及圆轨道在史瓦西和克尔时空。

嵌入Quintessence的旋转Kerr黑洞的赝牛顿势

Pseudo Newtonian Potential For a Rotating Kerr Black Hole Embedded in Quintessence

伪牛顿势一直是讨论粒子在时空中运动的有效工具，它避免了广义相对论中场方程的繁琐和几乎不可能的非线性计算。Mukhopadhyay在2002年为旋转克尔黑洞引入了这样一个伪牛顿势，它足够有效，可以复制经典力学的场景。但没有这样的模型来解释暗能量领域。2016年，S Ghosh为这种嵌入精华的旋转黑洞引入了拉格朗日。在本文中，我们得到了这个新黑洞解的一个伪牛顿力。本文介绍了一个简单的计算方案，以评估任何时空度规的伪牛顿力。该模型最多具有相当于广义相对论结果的$4.95 \%$误差。因为我们采用了一种流行的暗能量，这是一种广义的伪牛顿力，可以用来解释晚期加速宇宙。本文还讨论了有无暗能量效应时赝牛顿力的差别。本文还解释了我们现在的宇宙的性质和它的命运（局部地在一个黑洞周围，当考虑到暗能量的排斥负压时）。

中等偏心非自旋双星的3 PN傅里叶域波形

A 3PN Fourier Domain Waveform for Non-Spinning Binaries with Moderate Eccentricity

虽然目前地面探测器的引力波观测结果与准圆形轨道上的紧凑双星一致，但在不久的将来，地面和空间仪器可能会探测到偏心双星。偏心率显著地使引力波信号复杂化，并且我们目前缺乏在中等到大偏心率范围内有效的快速和准确的模型。在以前的论文中，我们建立了一个傅立叶域，偏心波形模型在领先的顺序在后牛顿近似，即作为一个扩展在小速度和弱场。在这里，我们将这个模型扩展到第三后牛顿秩序，将近星点进动和更高的后牛顿秩序的影响，定性地改变波形的行为。我们的3 PN模型结合了固定相位近似，截断的两个轨道频率（方位角和径向的）的组合的谐波和，以及在轨道分离和偏心率的双变量扩展。我们通过与完全数值的时域后牛顿模型的比较来验证该模型，并在大部分参数空间中找到了良好的一致性（$97\% - 99\%$之间的匹配）。我们估计在哪些区域的参数空间偏心效应是重要的，通过探索的信噪比偏心校正。我们还研究了更高的后牛顿阶项的波形振幅的影响，以及不同的PN一致的，数值的，时域模型之间的协议。在努力指导未来的改进模型，我们衡量我们的3 PN模型中所产生的不同的解析近似用于构建it. This模型是有用的初步数据分析调查，它可以允许一个现象学的混合，将偏心率到一个inspiral-merger-ringdown模型的错误。

基于后牛顿与有效单体方法的偏心波形模型在观测相关参数空间上的比较

Comparing eccentric waveform models based on post-Newtonian and effective-one-body approaches, over an observationally relevant parameter space

本文在观测相关参数空间上系统比较了基于后牛顿的CBwaves与基于有效单体的SEOBNRE偏心双黑洞波形模型，通过大量模拟和不匹配度分析揭示两代码差异并考察离群点。

Post-Newtonian expansion of the spin-precession invariant for eccentric-orbit non-spinning extreme-mass-ratio inspirals to 9PN and $e^{16}$

We calculate the eccentricity dependence of the high-order post-Newtonian (PN) expansion of the spin-precession invariant $ψ$ for eccentric-orbit extreme-mass-ratio inspirals with a Schwarzschild primary. The series is calculated in first-order black hole perturbation theory through direct analytic expansion of solutions in the Regge-Wheeler-Zerilli formalism, using a code written in \textsc{Mathematica}. Modes with small values of $l$ are found via the Mano-Suzuki-Takasugi (MST) analytic function expansion formalism for solutions to the Regge-Wheeler equation. Large-$l$ solutions are found by…

多层三体系统的共振后牛顿偏心激发

Resonant Post-Newtonian Eccentricity Excitation in Hierarchical Three-body Systems

本文研究了广义相对论的后牛顿展开式中的一阶长期的、分层的三体问题。我们将一阶后牛顿哈密顿量按两个轨道的半长轴之比展开到首阶。除了众所周知的条款，对应于GR的内部和外部轨道的岁差，我们发现一个新的长期后牛顿相互作用项，可以影响的长期演变的三重。我们探讨了参数空间的高度倾斜和偏心系统，其中Kozai-Lidov机制可以产生大幅度的振荡的偏心率。标准的传说，即，广义相对论抑制离心率的效果，只与相空间的部分相一致，其中广义相对论的时间尺度比长期牛顿的时间尺度短几个数量级。然而，在相空间的其他部分，后牛顿修正结合三体修正，可以激发偏心率。特别是，对于广义相对论时间尺度与长期牛顿时间尺度相当的系统，三体相互作用会产生类似共振的偏心激发。此外，对于具有相当质量的内双星的三重星系，偏心的Kozai-Lidov机制被抑制，后牛顿修正可以进一步增加偏心率并导致轨道翻转，即使前者的时标比长期Kozai-Lidov四极摄动的时标长得多。

Spinning test body orbiting around a Kerr black hole: Eccentric equatorial orbits and their asymptotic gravitational-wave fluxes

We use the frequency and time domain Teukolsky formalism to calculate gravitational-wave fluxes from a spinning body on a bound eccentric equatorial orbit around a Kerr black hole. The spinning body is represented as a point particle following the pole-dipole approximation of the Mathisson-Papapetrou-Dixon equations. Reformulating these equations we are not only able to find the trajectory of a spinning particle in terms of its constants of motion, but also to provide a method to calculate the azimuthal and the radial frequency of this trajectory. Using these orbital quantities, we introduce t…

具有轴对称自旋的两个Kerr黑洞：一个改进的head-on collision和引力辐射的牛顿模型

Two Kerr black holes with axisymmetric spins: An improved Newtonian model for the head-on collision and gravitational radiation

我们提出了一个半解析的方法来研究两个克尔黑洞通过正面碰撞过程的相互作用。从爱因斯坦场方程的精确解出发，导出了引力辐射发射率的表达式。在这个过程中发出的引力辐射的总量进行计算，并与目前的数值调查。我们发现自旋-自旋相互作用使引力波能量的发射增加到总静止质量的0.2%。我们还讨论了空穴之间自旋交换的可能性。

偏心赤道Kerr轨道的内旋向倾伏转变

Transition from inspiral to plunge for eccentric equatorial Kerr orbits

Ori和Thorne讨论了恒星质量的天体从圆形的、赤道的螺旋形到坠入超大质量（$10^{5}-10^{8}M_{\odot}$）克尔黑洞的过渡的持续时间和可观测性（与LISA一起）。我们将他们的计算推广到偏心克尔赤道轨道。即使轨道参数接近精确确定，我们发现，有没有通用的过渡长度;相反，过渡的长度依赖于敏感-基本上随机-初始条件。尽管如此，Ori和Thorne的零偏心率结果本质上是涉及类似物体的偏心过渡长度的上限（例如，$a$固定）。因此，对观测的影响也好不到哪里去：如果大质量天体是$M=10^{6}M_{\odot}$，被俘获的天体的质量是$m$，这个过程发生在距离LISA的距离是$d$，那么就是$S/N \lesssim (m/10 M_{\odot})(1\text{Gpc}/d)\times O(1)$，精确的常数取决于黑洞的自旋。对于低质量物体（$m \lesssim 7 M_\odot$），其事件发生率至少是模糊的理解，我们预计几乎没有机会（可能[远]小于10%，这在很大程度上取决于天体物理学假设）LISA在运行期间用$S/N>5$探测到一个跃迁事件;但是，在此情况下，即使是少量的高浓度质量体或LISA的噪声曲线的轻微改善可能在LISA的寿命期间潜在地产生$S/N>5$转变事件。

近极端Kerr时空中一般轨道上的引力波通量：高自旋与大偏心率

Gravitational wave fluxes on generic orbits in near-extreme Kerr spacetime: higher spin and large eccentricity

本文扩展了基于合流Heun函数的方法，计算了近极端Kerr黑洞周围一般轨道上粒子的渐近引力波通量，并在大偏心率、高自旋和高谐波模等复杂情况下显著优于传统数值积分方法。

基于数值相对论和后牛顿理论的偏心双黑洞螺旋合并衰荡引力波形模型

An eccentric binary black hole inspiral-merger-ringdown gravitational waveform model from numerical relativity and post-Newtonian theory

本文提出了一种计算非自旋偏心双黑洞系统的螺旋、合并和衰荡引力波形的方法。使用后牛顿展开来计算螺旋波形，并且通过内插少量准圆形NR波形来计算合并波形。圆形合并波形的使用是可能的，因为偏心双星在合并前的最后几个周期中循环，我们证明了质量比$q = m_1/m_2 = 3$。完整的模型被校准到23个数值相对论（NR）模拟，从合并前的约20个周期开始，偏心率$e_\text{ref} \le 0.08$和质量比$q \le 3$，其中$e_\text{ref}$是合并前的偏心率约7个周期。NR波形足够长，使得对于具有总质量$M \ge 80 M_\odot$（$230 M_\odot$）的BBH系统，它们在30 Hz（10 Hz）以上开始。我们发现，对于先进的LIGO在其第一次观测运行时的灵敏度，偏心模型具有超过97%的NR的忠实性与系统的总质量$M \ge 85 M_\odot$在整个参数空间（$e_\text{ref} \le 0.08, q \le 3$）。对于总质量为$M \ge 70 M_\odot$的系统，对$e_\text{ref} \lesssim 0.05$和$q \le 3$的忠实度超过97%。该模型的NR波形和Mathematica代码是公开的。

偏心轨道上紧双星的力学第一定律

First Law of Mechanics for Compact Binaries on Eccentric Orbits

利用规范的Arnowitt-Deser-Misner哈密顿形式，建立了沿一般稳定束缚（偏心）轨道运动的点质量二元系统的“力学第一定律”。这种关系被检查，以保持在后牛顿近似广义相对论，直到第三（3 PN）阶。几个应用程序进行了讨论，包括使用重力自作用力的结果，通知后牛顿理论和有效的偏心轨道紧凑型双星的单体模型。

引力能与角动量通量的后牛顿展开：Kerr黑洞附近的倾斜球轨道

Post-Newtonian expansion of gravitational energy and angular momentum fluxes: inclined spherical orbits about a Kerr black hole

本文利用Mano, Suzuki和Takasugi方法求解Teukolsky方程，推导出Kerr黑洞附近倾斜球轨道点质量的能量与角动量通量解析式，展开至12PN并经数值验证。

Schwarzschild黑洞偏心轨道的新引力自力分析结果

New gravitational self-force analytical results for eccentric orbits around a Schwarzschild black hole

我们提出了分析知识的偏心膨胀的德特维勒-巴拉克-萨戈红移不变量在史瓦西时空中的9.5后牛顿阶（包括）的$e^2$和$e^4$的贡献，并通过$e^{20}$的更高的偏心率的贡献高达4后牛顿阶。我们将这些信息转化为分析知识的有效单体径向电位$\bar d(u)$，$ρ(u)$和$q(u)$通过9.5后牛顿秩序。我们发现，我们的分析结果与当前相应的数值自作用力数据是兼容的。

偏心轨道和自旋对齐的第三后牛顿动力学：有效单体波形模型SEOBNRv5EHM

Third post-Newtonian dynamics for eccentric orbits and aligned spins in the effective-one-body waveform model SEOBNRv5EHM

针对偏心轨道合并双星波形模型的偏差问题，在EOB形式体系内推导了偏心、自旋对齐双星的第三后牛顿阶解析结果，构建了SEOBNRv5EHM模型，提升了偏心轨道波形精度。

20次后牛顿阶Kerr黑洞轨道粒子的引力波通量：一种数值方法

Gravitational-wave flux for a particle orbiting a Kerr black hole to 20th post-Newtonian order: a numerical approach

在这篇文章中，我们提出的后牛顿（pN）系数的能量通量（和角动量通量）在无穷远处和事件视界的圆形，赤道轨道上的粒子约克尔黑洞（质量$M$和自旋参数$a$）到20 pN的顺序。当pN项不是$a/M$中的多项式并且包含无理函数（如polygamma函数）时，它被写为$a/M$的幂级数。这是通过以大于$10^{600}$中的1部分的精度数值计算通量来实现的。如此高的精度使我们能够提取pN系数的分析值，这些系数是超越量的线性组合，如欧拉常数、素数的幂和$π$的幂。我们还提出了22 pN展开（自旋无关的pN展开）的入射能流在事件视界的圆形轨道上的粒子围绕史瓦西黑洞。

带自旋主天体的偏心轨道赤道极质量比旋近的广义红移不变量的高阶后牛顿展开

High-order post-Newtonian expansion of the generalized redshift invariant for eccentric-orbit, equatorial extreme-mass-ratio inspirals with a spinning primary

本研究针对带自旋大质量Kerr黑洞的偏心赤道轨道极质量比旋近系统，推导广义红移不变量的高阶后牛顿展开新项，通过多种解析与半解析方法计算，得到不同偏心率与PN阶数的结果，并分析其收敛性及对引力波分析的意义。

双星黑洞初始数据的偏心率含量

Eccentricity content of binary black hole initial data

使用后牛顿诊断工具开发的莫拉和将，我们研究数值生成的准平衡初始数据集，已被用于最近成功的数值演化的二元黑洞通过暴跌，合并和ringdown。我们表明，一个小的，但显着的轨道偏心率是需要匹配后牛顿和准平衡计算。如果这被证明是一个真正的偏心率，它可能会影响随后的数值演化和预测的重力波形的细节。

Kerr黑洞偏心倾斜轨道上运动粒子引起的引力波的有效数值计算方法

An Efficient Numerical Method for Computing Gravitational Waves Induced by a Particle Moving on Eccentric Inclined Orbits around a Kerr Black Hole

我们开发了一个数值程序来计算粒子在克尔黑洞的偏心倾斜轨道上运动所引起的引力波。对于这样的系统，黑洞微扰方法是适用的。引力波可以通过求解Teukolsky方程和一个点源项来计算，该点源项是由在一般束缚测地线轨道上运动的测试粒子的应力-能量张量计算的。在我们之前的论文中，我们使用Mano、Suzuki和Takasugi开发的形式计算了Teukolsky方程的齐次解，并表明我们可以在赤道平面上的圆形轨道的情况下高效且非常准确地计算引力波。在这里，我们将这种方法应用于偏心倾斜轨道。克尔黑洞周围的测地线有三个运动常数：能量、角动量和卡特常数。我们计算卡特常数以及能量和角动量的变化率。这是第一次卡特常数的变化率已被准确评估。我们也用$e=0.9$处理高度偏心轨道的情况。为了确认我们的代码的准确性，进行了几次测试。我们发现，精确度只受$\ell$ -、$k$ -和$n$ -模截断的限制，其中$\ell$是自旋加权球谐函数的指数，$n$和$k$分别是径向和极向运动的谐函数.当我们将$\ell$的最大值设置为20时，即使在$e=0.9$的高偏心情况下，我们也获得了$10^{-5}$的相对精度。偏心距越小，精度越高。我们的数值代码预计将是有用的计算模板的极端质量比的inspirals，这是一个主要目标的激光干涉仪空间天线（LISA）。

偏心和旋进双黑洞涡的基频和共振

Fundamental frequencies and resonances from eccentric and precessing binary black hole inspirals

双黑洞，这是偏心的，并进行岁差仍然在数值模拟探索。我们提出了这样的系统，覆盖约50个轨道在相对较高的质量比5和7的模拟。这些组态对应于Kerr时空中非自旋体的一般运动，并被用来研究Kerr时空中有限质量比吸气到点粒子运动的转变。我们开发的技术来提取类似物的三个基频的克尔测地线，比较我们的频率的克尔，并表明，差异是一致的自作用力校正进入在一阶质量比。这种分析也定位了轨道共振，在那里我们的频率比取合理的值。在所考虑的质量比，二进制通过共振在一到两个共振周期，我们发现没有明显的影响轨道演化。我们还计算了离心率的衰减过程中的inspiral和发现很好的协议与领先的顺序后牛顿预测。

检验质量Kerr双星系统T和P-近似模板的Cauchy收敛性

The Cauchy convergence of T and P-approximant templates for test-mass Kerr binary systems

在这项工作中，我们研究了柯西收敛的后牛顿（T-逼近）和重新总结后牛顿（P-逼近）模板的情况下，一个测试质量轨道克尔黑洞沿圆形赤道轨道。柯西准则要求$n$和$n+1$阶近似之间的内积随着近似阶的增加而趋于1。在以前的工作中，它已被证明，我们实现了更大的拟合因子和更好的参数估计使用的P-近似模板Schwarzschild和克尔黑洞。在这项工作中，我们表明，P-逼近模板也显示出更快的柯西收敛，使他们成为一个优越的模板，标准的后牛顿模板。

equatorial eccentric extreme mass ratio inspirals around swirling Kerr black holes 产生的引力波

Gravitational waves from equatorially eccentric extreme mass ratio inspirals around swirling Kerr black holes

本研究探讨了在 swirling Kerr 黑洞背景中，极端质量比 inspirals 产生的引力波特性，发现 swirling 参数影响波形相位偏移及轨道参数变化，与 MOG 参数有相似趋势但变化率不同。

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

Spherical harmonic modes of gravitational waveforms for inspiraling compact binaries in eccentric orbits from post-Newtonian (PN) theory accurate to third post-Newtonian order, and those extracted from numerical relativity (NR) simulations for binary black holes (BBHs) are compared. We combine results from the two approaches (PN and NR) to construct time-domain hybrid waveforms that describe the complete evolution of BBH mergers through inspiral-merger-ringdown (IMR) stages. These hybrids are then used in constructing a fully analytical dominant mode ($\ell$=2, $|m|$=2) eccentric IMR model. A …

沿偏心轨道的自旋-轨道进动：提高对自作用力修正和它们的有效单体对应物的认识

Spin-orbit precession along eccentric orbits: improving the knowledge of self-force corrections and of their effective-one-body counterparts

通过后牛顿第九阶计算了自旋致密体绕Schwarzschild黑洞沿微偏心轨道的自旋轨道进动的（一阶）引力自作用力修正，改进了Kavanagh等人最近的结果。修订版本\ D { \bf 96}，064012（2017）。]然后将这些信息转换成相应的连续单体对应物，从而确定陀螺重磁比$g_{S*}$中的几个新的后牛顿项。

Kerr黑洞对非相对论性粒子的捕获

Capture of non-relativistic particles in eccentric orbits by a Kerr black hole

我们得到了在Kerr几何中运动的非相对论性试验粒子被黑洞俘获的总角动量临界值的近似解析表达式。该表达式适用于任意轨道倾角，并在整个克尔黑洞角动量范围内是准确的。的表达式可以很容易地实现在N-体模拟的大规模星系黑洞，这样的捕获发挥了重要作用的星团的演化。

Eccentric-orbit extreme-mass-ratio-inspiral radiation II: 1PN correction to leading-logarithm and subleading-logarithm flux sequences and the entire perturbative 4PN flux

In a recent paper we showed that for eccentric-orbit extreme-mass-ratio inspirals the analytic forms of the leading-logarithm energy and angular momentum post-Newtonian (PN) flux terms (radiated to infinity) can, to arbitrary PN order, be determined by sums over the Fourier spectrum of the Newtonian quadrupole moment. We further showed that an essential part of the eccentricity dependence of the related subleading-logarithm PN sequences, at lowest order in the symmetric mass ratio $ν$, stems as well from the Newtonian quadrupole moment. Once that part is factored out, the remaining eccentricit…