Weighing Milky Way Satellites with LISA
白矮星是研究银河系恒星星族的一个成熟工具。在一个紧密的双星系统中的两颗白矮星为我们提供了一个额外的信使--引力波--用于探索银河系及其周围环境。双白矮星（DWD）双星产生的引力波可以被未来的激光干涉空间天线（LISA）探测到。众多且分布广泛的DWD具有探测银河系附近恒星星族的形状、质量和形成历史的潜力。在这项工作中，我们概述了一种方法来估计银河系卫星星系的总恒星质量的基础上探测到的LISA的DWD的数量。为了约束质量，我们使用二进制人口合成模型进行贝叶斯推断，并考虑与卫星相关的检测到的DWD的数量和测量到卫星的距离作为唯一的输入。使用一个基准的二进制人口合成模型，我们发现，对于大型卫星的恒星质量可以恢复到1）一个因素2，如果恒星形成历史是已知的，2）一个数量级时，边缘化不同的恒星形成历史模型。对于较小的卫星，我们可以对它们的恒星质量设定上限。引力波观测可以提供大型卫星的质量测量，其质量测量结果与标准电磁观测结果相当，在某些情况下甚至更为精确。
2021-02-04 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Black Hole Mergers from Globular Clusters Observable by LISA and LIGO: Results from post-Newtonian Binary-Single Scatterings
在$N$ -体运动方程（EOM）中引入2.5后牛顿（PN）水平的引力波辐射，研究了球状星团中通过三体相互作用形成的双黑洞（BBH）合并的引力波频率和啁啾质量分布.通过基于“MOCCA-调查数据库I”项目的GC数据进行$\sim 2.5\times10^{6}$ PN二元-单相互作用，并通过使用分析方法，我们发现所有三体组装GC BBH合并的$5-10\%$在形成时的GW频率为$\gtrsim 10^{-1}$ Hz，这意味着它们进入LIGO波段而没有首先漂移通过LISA波段。如果PN项不包括在EOM中，人们会发现所有的BBH合并都漂移通过LISA和LIGO。由于仅在LIGO中出现的BBH合并部分预计将是标准场二元BBH合并的$\sim 0\%$，因此未来可以使用LISA和LIGO的联合测量来深入了解BBH合并的形成。
2018-02-23 astro-ph.HE
LISA and the Existence of a Fast-Merging Double Neutron Star Formation Channel
使用银河系双中子星（DNS）合并率为2.1亿年$^{-1}$，由激光干涉引力波天文台（LIGO）得出，我们证明，激光干涉空间天线（LISA）将检测平均240（330）DNSs在银河系内的4年（8年）的任务与信噪比大于7。即使采用由银河系DNS数量推导出的更悲观的42 Myr $^{-1}$速率，我们也发现了46（65）个银河系DNS的显着检测。这些DNS可以用来约束地层场景。特别地，使用射电望远镜的传统NS发现方法不能检测具有$P_{\rm orb}$ $\lesssim$ 1小时（合并时间$\lesssim$ 10Myr）的DNS。如果存在一个快速合并的通道，形成DNS在这些短的轨道周期，LISA提供，也许，唯一的机会，观察这些系统的特点，我们表明，玩具模型可能形成的情况下留下独特的印记DNS轨道偏心率，这可能是由LISA测量值小至$\sim$ 10 $^{-2}$。
2019-10-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Identifying galactic binary systems of neutron stars and black holes with LISA
University of Birmingham（伯明翰大学）；Universitat de les Illes Balears（巴利阿里群岛大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
该研究针对LISA探测到的约100个银河系双星，利用贝叶斯推断管道，通过测量轨道偏心率等参数，可对其中约10%-50%的黑洞-中子星双星进行分类，为研究银河系天体形成提供新见解。
2026-10-23 astro-ph.HE
Hunting intermediate-mass black holes with LISA binary radial velocity measurements
尽管它们在类星体、矮星系反馈和潮汐扰动事件中扮演着巨大种子的潜在角色，但中等质量黑洞（IMBH）的观测证据却很少。LISA可以观测到围绕银河系IMBH运行的恒星质量的黑洞双星，并通过测量双星径向速度引起的引力波形中的多普勒频移来揭示IMBH的存在。我们估计了银河系球状星团（假设它们拥有IMBH）中可探测到的多普勒频移事件的数量，我们发现它随着IMBH质量的增加而减少。一些球状星团（包括M22和$ω$半人马座）可能会产生至少一个可以被LISA探测到的事件。即使在更悲观的情况下，人们仍然可以预期银河系中的整体$\sim$ 1事件。我们还估计了IMBH在银河系中游荡的多普勒频移事件的数量，作为其母星系团的破坏的结果。如果至少有一个双黑洞围绕着每个游荡的IMBH运行，LISA可能会从这个难以捉摸的IMBH群体中检测到多达几十个多普勒频移事件。在更悲观的假设下，LISA仍然可以检测到$\sim 1$游荡的IMBH，否则几乎无法观察到。
2022-04-27 astro-ph.HE gr-qc
Cyclostationary signals in LISA: a practical application to Milky Way satellites
本文利用LISA引力波信号的循环平稳特性，开发了一种纯频率方法研究银河系及其卫星的随机引力波背景，发现天体物理先验可提升卫星探测能力，且类似大麦哲伦云的卫星有望被LISA观测到。
2025-05-29 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Detectability of double white dwarfs in the Local Group with LISA
分离双白矮星（DWD）双星是激光干涉仪空间天线（LISA）的主要科学案例之一。作为数量最多的LISA源，它们将为理解双星演化、Ia型超新星（SNIa）形成通道和银河系结构做出重要贡献。到目前为止，只计算了银河系的探测前景。在这封信中，我们表明，LISA有可能在邻近星系的本星系群的边界检测DWD。特别是，我们计算定量估计的数量检测M31。我们预计在4到10 $\,$年的任务持续时间内，会有十几到几十个DWD高于标称检测阈值。我们发现，银河系外DWDs检测LISA是那些具有最短的轨道周期和最高的啁啾质量，这是候选人SNIA祖，几乎无法检测到在这些距离的光学。这意味着LISA将是唯一能够提供整个本地集团SNIa合并率的工具。
2018-08-17 astro-ph.HE gr-qc
On Detecting Stellar Binary Black Holes via the LISA-Taiji Network
地基激光干涉仪GW天文台（LIGO/Virgo）对引力波（GW）的探测揭示了恒星二元黑洞（sBBH）群，其（总）质量高达$\sim 150M_\odot$，这是LISA和Taiji等空基GW探测器的潜在来源。在本文中，我们详细研究了未来的LISA-Taiji网络检测sBBHs的可能性。我们采用LIGO/VIRGO观测约束的sBBH合并率密度随机生成模拟sBBH样本。假设观测周期为$4$年，我们发现LISA-Taiji网络可以检测到几十个（或至少几个）信噪比（SNR）为$>8$（或$>15$）的sBBH，比仅使用LISA或Taiji观测值的信噪比大$2-3$倍。在这些sBBH中，只有少数可以在$4$年的观察期内合并。如果将观测周期扩展到$10$年，则LISA-Taiji网络可以检测到大约一百个（或二十个）具有SNR $>8$（或$>15$）的sBBH，其中大约二十个（或至少几个）可以在观测周期内合并。我们的研究结果表明，即使假设保守的SNR阈值（$15$）用于“检测”，LISA-Taiji网络也可能能够检测到至少少数到二十个或更多的sBBH，这使得空间和地面GW探测器能够进行多波段GW观测。我们还进一步估计了由LISA-Taiji网络“检测”的sBBH系统的参数估计的不确定性。我们发现，在光度距离测量和天空定位的相对误差主要是在$0.05-0.2$和$1-100°^2$的范围内，分别…
2022-01-29 astro-ph.HE
How Post-Newtonian Dynamics Shape the Distribution of Stationary Binary Black Hole LISA Sources in nearby Globular Clusters
我们推导出可观测的引力波（GW）的峰值频率（$f$）分布的二元黑洞（BBH），目前居住在其球状星团（GC），有和没有2.5后牛顿（2.5 PN）的影响，包括在动态演化的BBH。最近的牛顿研究报告说，在GC中，有相当数量的附近非合并BBH，即那些预计在合并前会发生进一步动力学相互作用的BBH，很可能被LISA观测到。然而，我们的2.5 PN计算表明，高于$\sim 10^{-3.5}$ Hz的非合并BBH群体的$\log f$的分布标度为$f^{-34/9}$，而不是牛顿情况下发现的$f^{-2/3}$标度。这导致大约两个数量级的减少，在预期数量的GW源在$\sim 10^{-3}$ Hz，这使我们得出结论，观察附近的BBH与LISA是不可能的，因为已经声称在最近的文献。事实上，我们的研究结果表明，LISA更有可能检测到在进一步相互作用之前将合并的BBH群体。有趣的是，这表明来自LIGO的BBH合并率可以用来预测附近LISA源的数量，以及提供对GC中形成的BBH合并比例的洞察。
2019-05-25 astro-ph.HE
Ultra-Short-Period Massive Black Hole Binary Candidates in LSST as LISA "Verification Binaries"
空间和时间的遗产调查（LSST）由Vera C。鲁宾天文台预计将发现数千万个类星体。其中很大一部分可能是由合并的大质量黑洞（MBH）双星提供动力的，因为许多类星体被认为是由合并引发的。我们表明，在合理的假设下的光度函数，寿命，和类星体的二进制分数，我们预计完整的LSST类星体目录包含20-100万紧凑MBH二进制与质量$M=10^{5-9}M_{\odot}$，红移$z=0-6$，和轨道周期$P=1-70$天。它们的光变曲线预计是明显的周期性，这可以自信地与随机红噪声变化区分开来，因为LSST将覆盖数十个甚至数百个周期。其中一个非常小的10-150个超紧凑（$P\lesssim1$日）的双星类星体的子集将在$\sim$ 5-15年内演化到mHz引力波（GW）频段，并可以被$\textit{LISA}$探测到。因此，它们可以被视为“$\textit{LISA}$验证双星”，类似于短周期的银河系致密天体双星。实际的问题是如何在大量的类星体中找到这些“大海捞针”：这可能需要为此目的进行优化的量身定制的共添加分析。
2021-04-30 astro-ph.HE
Black Hole Mergers From Globular Clusters Observable by LISA I: Eccentric Sources Originating From Relativistic $N$-body Dynamics
我们发现，近一半的所有二元黑洞（BBH）合并动态组装在球状星团具有可测量的偏心率（$e>0.01$）在LISA带（$10^{-2}$ Hz），当广义相对论修正适当地包括在$N$体演化。如果只考虑牛顿引力，偏心LISA源的导出分数明显较低，这解释了为什么最近的研究都大大低估了这一分数。我们的研究结果对于如何使用LISA偏心率在观测上区分BBH形成通道具有重要意义，这是该任务的关键科学目标之一。我们说明，相对较大的人口偏心LISA源报告起源于BBH，合并硬化二进制单相互作用内的球状星团。这些结果表明，使用LISA探测BBH合并的起源是一个光明的前景。
2018-08-22 astro-ph.HE
Fast resolving Galactic binaries in LISA data and its ability to study the Milky Way
本文提出一种利用先前数据定义先验的加速搜索方法，基于GBSIEVER管道在LISA数据中快速分辨双白矮星双星，显著缩短搜索时间并保持对银河系结构的探测能力，同时提出了确认探测的信噪比阈值。
2023-09-12 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Evolution of LISA Observables for Binary Black Holes Lensed by an SMBH
研究被附近超大质量黑洞引力透镜化的双黑洞在 LISA 频带内外的引力波信号演化，指出其可能干扰全局拟合模型，并有助于测量 AGN 倾角、内盘翘曲及 SMBH 自旋。
2025-09-18 astro-ph.HE
Gravitational wave sources in our Galactic backyard: Predictions for BHBH, BHNS and NSNS binaries detectable with LISA
未来从太空寻找引力波将对我们银河系中的双致密天体（DCO）敏感。我们提出了新的模拟人口的双黑洞（BHBH），黑洞中子星（BHNS）和双中子星（NSNSs），将可探测的计划空间为基础的引力波探测器LISA。对于我们的估计，我们使用的金属丰度依赖的银河系的恒星形成历史的一个精确的通知模型。我们使用一套广泛的二元总体合成预测来填充它，以适应与质量传递、共同包层、超新星反冲、残余质量和风质量损失物理学相关的不同假设。对于4（10）年的LISA任务，我们预测在这些变化中有30-370（50-550）个探测器，其中6-154（9-238）个是BHBH，2-198（3-289）个是BHNS，3-35（4-57）个是NSNS。我们讨论了如何在物理假设的变化改变的可检测系统的属性的分布，即使在检测率不变。特别是，我们讨论了可观察到的特点，如啁啾质量，偏心率和天空定位和如何BHBH，BHNS和NSNS人口可以区分，无论是从彼此和更多的双白矮星人口。我们进一步讨论了脉冲星群的多信使观测与平方公里阵列（SKA）的可能性，并评估延长LISA任务的好处。
2021-11-26 astro-ph.HE
Population synthesis predictions of the Galactic compact binary gravitational wave foreground detectable by LISA
Newcastle University（纽卡斯尔大学）；Durham University（杜伦大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte（意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心）
LISA可通过检测引力波信号诊断共同包层效率，该效率目前缺乏明确约束。
2026-02-12 astro-ph.HE
Observing Eccentricity Oscillations of Binary Black Holes in LISA
来自双星系统附近的第三个天体的潮汐力可以在双星的偏心率中引入长期振荡，称为Kozai-Lidov振荡。我们证明了恒星质量黑洞双星的Kozai-Lidov振荡具有被LISA观测到的潜力。对这类双星的探测将有助于深入了解双星的形成通道，并为直接观测Kozai-Lidov振荡提供重要的基准。
2019-02-22 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational Wave Strain and Orbital Dynamics of Binary Pulsars from LIGO-Virgo to LISA
Al-Balqa Applied University（阿尔巴拉卡应用大学）
本文通过LIGO-Virgo到LISA的多波段引力波观测，研究二脉星的引力波形变和轨道动力学，预测合并时间并约束中子星物理过程。
2026-01-14 astro-ph.HE
Identifying Disappearance of a White Dwarf Binary with LISA
本文提出利用LISA监测近单色引力波消失来识别白矮星双星并合，估计十年运行期间观测到此类事件的概率约20%，并合时间精度可达3-10天，有望为多信使天文学研究做出贡献。
2023-05-15 astro-ph.HE gr-qc
Archival searches for stellar-mass binary black holes in LISA
恒星质量的双星黑洞在出现在地面引力波探测器的音频波段之前，将在激光干涉仪空间天线（LISA）的频带内扫描数月至数年。在$500 \,\mathrm{Mpc}$的距离内，每年会发生几十次这样的事件。即使在如此近的距离，这样的源的LISA信噪比对于盲目搜索来说也太小而不能自信地检测它们。然而，下一代地基引力波探测器预计将在LISA时投入使用，将以数千的信噪比观测它们，并非常准确地测量它们的参数。我们表明，地面探测器对这些源的高保真观测有助于档案搜索，每年从LISA数据中挖掘出数十个信号。
2020-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Parameter Estimation of Stellar Mass Binary Black Holes under the Network of TianQin and LISA
该研究以GW150914和GW190521为基准源，采用贝叶斯方法评估TianQin、LISA及TianQin+LISA对恒星级双黑洞的参数估计能力，并揭示联合观测增益与自旋效应的重要性。
2023-12-07 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the Galactic Binary Fluxes with LISA: Metamorphoses and Disappearances of White Dwarf Binaries
空间引力波探测器LISA预计将在运行$\sim 10$年后探测近单色双星的$\sim10^4$。我们建议测量的inspiral/outspiral二进制通量在频率空间中，通过处理这些众多的二进制微小的频率漂移。丰富的天体物理信息被编码在两个通量的频率依赖关系中，我们可以阅读白矮星双星的长期演化，导致变质或消失。这一测量将有助于我们加深对强相互作用奇异天体的理解。利用频率漂移速度的简化模型，我们讨论了磁通测量的主要方面，包括与LISA的前景。
2022-01-10 astro-ph.HE gr-qc
Binary White Dwarfs as Gravitational Wave Sources for LISA
University of Warsaw（华沙大学）
研究双白矮星作为LISA引力波源及背景，通过COMPAS框架生成合成群体，构建引力波背景并研究其对双星分析假设的依赖性，发现背景对关键双星演化参数敏感，LISA观测有潜力约束双星演化模型。
2026-07-21 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The effects of Galactic model uncertainties on LISA observations of double neutron stars
利用即将建立的空间引力波天文台LISA观测包含成对中子星的双星，有可能提高我们对中子星物理和双星演化的理解。在这项工作中，我们评估的影响，改变模型的银河系的运动学和恒星形成的历史上的人口预测的双中子星，将被检测到并解决LISA。我们的结论是，这些二进制的空间分布是不敏感的银河系模型的选择，相比，由小样本量引起的随机变化。特别是，对双星星系轨道的耗时计算是不必要的。偏心率和引力波频率的分布，但是，受恒星形成历史的选择。可以用激光干涉仪观测到的偏心率e>0.1的双星，大多数都小于1亿年。我们警告说，LISA观测的不同预测之间的比较需要使用一致的恒星形成历史，银河系的恒星形成历史应该考虑到观察本身的分析。缺乏对银河系模型的强烈依赖意味着LISA对双中子星联星的探测可能会为大质量联星演化提供相对清晰的探测。
2023-02-27 astro-ph.HE
Distinguishing Between Formation Channels for Binary Black Holes with LISA
最近对GW 150914和GW 151226的探测意味着在本宇宙中有大量的恒星质量的双星黑洞合并。虽然地基引力波探测器仅限于观测双星合并前的最后时刻，但天基探测器，如激光干涉仪空间天线（LISA），可以在较低的轨道频率下观测双星，而这种系统仍然可以编码有关其形成历史的信息。特别是，轨道偏心率和质量的双黑洞在LISA频段可以一起使用，以区分在孤立的星系场和那些形成在密集的恒星环境，如球状星团形成的双星。在这封信中，我们探讨了双黑洞种群的轨道偏心率和质量，因为它们通过LISA频带的演变。总的来说，我们发现有两个不同的人群可辨别的LISA。我们发现，高达90%的二进制动态或隔离形成的偏心率可测量的LISA。最后，我们注意到如何测量偏心率的低质量的二元黑洞孤立地发展可以提供详细的限制物理的黑洞出生踢和共同的信封演变。
2016-09-22 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Potential Tertiary Effects on the LISA Verification Binary HM Cancri
本研究针对LISA重要验证双星HM Cancri，利用其轨道频率的一、二阶导数分析第三体效应，发现二阶导数或受周期约250年的暗弱年老白矮星第三体的强烈影响。
2023-07-19 astro-ph.HE gr-qc
How to detect the shortest-period binary pulsars in the era of LISA
我们讨论了一个多信使的战略，以检测银河系双星中子星在一个非常紧密的轨道周期短于10分钟的无线电脉冲。一方面，无线电仪器的全天空调查是低效的检测微弱的中子星在非常紧密的双星，部分原因是由于目标的稀有性，主要是需要校正严重的多普勒拖影。另一方面，激光干涉仪空间天线（LISA）将以非常大的信噪比探测这些双星，并高精度地确定轨道频率、双星参数和天空位置。LISA提供的信息将使所需的指向数量减少2至6个数量级，并将所需的校正试验数量减少约9个数量级，从而增加发现射电望远镜的机会。为了充分利用这一战略，最好是操作高灵敏度的无线电仪器，如平方公里阵列阶段2与LISA同时进行。
2018-12-28 astro-ph.HE gr-qc
Localizing Dynamically-Formed Black Hole Binaries in Milky Way Globular Clusters with LISA
本文利用蒙特卡洛N体模拟和LISA引力波探测，研究银河系球状星团中动力学形成的黑洞双星的可探测性与定位精度，表明高信噪比源可被精确定位到特定星团，从而为检验球状星团对黑洞双星形成的贡献提供直接途径。
2025-05-10 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Eccentric Signatures of Stellar-Mass Binary Black Holes with Circumbinary Disks in LISA
本文结合盘驱动与引力波驱动演化模型，揭示带环双星盘的恒星级双黑洞在LISA频段的可探测偏心率特征及其与质量比的关联。
2024-10-28 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for detection of detached double white dwarf binaries with Gaia, LSST and LISA
双白矮星（DWD）双星预计在银河系中非常常见，但它们固有的微弱性对这些系统的检测提出了挑战。目前，只有几十个分离的DWD是已知的。这样的系统提供了提取物理特性的最佳机会，使我们能够解决大量悬而未决的问题，从白矮星的性质，到恒星和双星的演化，再到绘制银河系的地图。在本文中，我们探讨了超紧凑（与几个太阳半径或更小的二元分离）分离DWD的检测前景：1）与盖亚和LSST的光辐射和2）与LISA的引力波辐射。我们表明，盖亚，LSST和LISA有可能分别检测几百，一千和2.5万DWD系统。此外，盖亚和LSST数据将分别将电磁和引力波辐射中探测到的双星样本的保证范围扩大2倍和7倍，为这些来源开启了多信使天文学的时代。
2017-03-07 astro-ph.HE
Perturbative Frequency Expansion for Nearly Monochromatic Binary Black Holes Detectable with LISA
本文研究LISA探测近单色双黑洞时频率导数系数的可测量性，扩展了简化Fisher矩阵分析，并探讨了从中提取轨道偏心率和第三体扰动等天体物理信息的途径。
2024-06-19 astro-ph.HE gr-qc
Compact intermediate-mass black hole X-ray binaries: potential LISA sources?
空间引力波（GW）探测器激光干涉仪空间天线（LISA）计划于21世纪30年代初发射，其科学目标是探测银河系中的低频引力波信号。它的主要候选GW源是白矮星和中子星的致密双星。在这项工作中，我们研究是否紧凑的中等质量黑洞（IMBH）的X射线双星可能是潜在的LISA源。我们的模拟表明，在初始轨道周期为0.77 d的分叉周期附近，具有1000 $M_{\odot}$ IMBH和3 $M_{\odot}$施主星的IMBH双星可以演化成超紧凑X射线双星，它将发射最大频率为2.5 mHz的GW信号。根据特征应变的演化轨迹，初始施主星质量为$1-3~M_{\odot}$，初始轨道周期略小于分叉周期的IMBH X射线双星在15 kpc的距离上是可以被LISA探测到的。假设银河系60个球状星团中的每一个都有1000个$M_{\odot}$ IMBH，那么LISA在银河系中探测到的紧凑IMBH X射线双星的最大数量应该少于10个。因此，LISA对致密IMBH X射线双星的探测能力并不乐观。
2020-05-03 astro-ph.HE
A fully-automated end-to-end pipeline for massive black hole binary signal extraction from LISA data
LISA联盟内的LISA数据挑战工作组已经开始发布数据集，以基准，比较和建立LISA数据分析基础设施，因为联盟准备启动任务。我们提出了我们的解决方案，从LISA数据挑战（LDC）1A包含一个单一的大规模黑洞二进制信号的数据集。该解决方案由一个全自动和GPU加速的流水线构建而成，该流水线由三个部分组成：蛮力初始搜索;使用外差（也称为相对分箱）的高效李克图计算技术来定位极大似然点的细化搜索;以及也利用外差方法的速度的参数估计部分。这个管道需要几十分钟才能从整个先前体积的随机初始参数演变到收敛的最终后验分布。最后的后验显示了两个数据集从LDC 1A：一个无噪声的数据流和一个包含加性噪声。还示出了具有与原始LDC 1A数据集中使用的相同源参数的自注入波形的包括高次谐波的后验分布。示出了这种高模后验，以提供关于源的参数的更真实的分布。
2022-02-22 astro-ph.HE gr-qc
Probing Formation of Double Neutron Star Binaries around 1mHz with LISA
我们提出了一种新的方法来检验银河系双中子星双星是否在LISA波段形成。在我们的方法中，我们分配一个有效的时间分数$τ$的每一个双中子星的LISA检测到的二进制。这个分数是作为观测到的轨道周期和偏心率的函数给出的，并且在没有带内双星形成的情况下应该均匀分布。应用统计技术，如Kolmogorov-Smirnov测试的实际列表的$τ$，我们可以检查带内二进制形成的签名。我们讨论了这种方法的前景，特别关注银河系双中子星双星在1 mHz附近的可用样本数。
2022-10-10 astro-ph.HE gr-qc
Detecting Supermassive Black Hole-Induced Binary Eccentricity Oscillations with LISA
星系核中的超大质量黑洞附近的恒星质量黑洞双星在引力扰动的作用下发生离心率振荡。以前的工作已经表明，这个通道可以有助于整体BHB合并率检测的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和处女座干涉仪。值得注意的是，双星轨道上的SMBH引力扰动可能会产生偏心BHB，预计在它们合并到LIGO/Virgo波段之前，使用即将到来的激光干涉仪空间天线（LISA）在其寿命的大部分时间内都可以看到这些BHB。对于一个概念验证，我们表明，这些二进制的偏心率振荡可以检测到与LISA的BHB在本地宇宙中的几个Mpcs，观察周期短于任务的寿命，从而解开这个合并通道从其他。这里提出的方法是直接适用于各种各样的紧凑对象二进制与第三同伴。
2019-04-03 astro-ph.HE gr-qc
The late inspiral of supermassive black hole binaries with circumbinary gas discs in the LISA band
本文采用二维动网格粘性流体动力学方法模拟了合并超大质量黑洞双星周围的吸积盘。模拟是伪牛顿的，与BH建模为点质量与Paczynski-Wiita潜力，并包括粘性加热，冲击加热，和辐射冷却。我们跟踪了一个等质量双星的引力螺旋，其组成质量为M_bh=10^6 M_sun，从初始分离60 r_g（其中r_g=GM_bh/c^2是引力半径）到合并。我们发现，一个中心，低密度的空腔周围的二进制形式，在以前的工作中，但BH捕获气体从circumbinary光盘和吸积有效地通过自己的minidisks，以及后，他们的inspiral超过粘性的发展光盘。该系统保持明亮，在整个螺旋过程中显示出强烈的周期性，其频率是双星轨道频率的两倍，一直到合并。在软X射线波段，热辐射主要由环双星盘的内边缘控制，在螺旋早期具有明显的周期性。相比之下，较硬的X射线发射主要是由迷你盘，光变曲线最初更嘈杂，但在螺旋后期发展出明显的周期性。这种变化模式应该有助于识别天基引力波探测器LISA探测到的SMBHB的EM对应物。
2018-01-07 astro-ph.HE
Electromagnetic characterization of the LISA verification binary ZTF J0526$+$5934
Texas Tech University（德克萨斯理工大学）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）；NASA Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）
本研究分析LISA验证双星J0526$+$5934的光谱与测光数据，确定其由CO核白矮星和亚矮星组成，LISA将以信噪比44探测，并预计在1.8百万年内并合，可能产生Ia型超新星或大质量白矮星。
2023-12-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Probing Massive Black Hole Binary Populations with LISA
ESA和NASA正在推进在2034年左右发射LISA的计划。从插图宇宙学模拟的数据，我们提供了LISA检测率的分析，伴随着合并的大规模黑洞人口的特征。总质量为$\sim10^5-10^{10} M_\odot$的大质量黑洞是本研究的重点。我们发展的大规模黑洞合并，形成在分离的模拟分辨率（$\sim$ kpc尺度）的顺序，通过合并与两种不同的治疗的二元大规模黑洞的演化过程。人口的合并时间，以及黑洞的物理性质，形成了每一个进化处理的统计基础。在此基础上，我们用蒙特卡罗方法综合了大质量合并黑洞种群的多种实现，建立了模拟LISA探测星表。我们分析了我们的大规模黑洞二元演化模型如何影响检测率和相关的参数分布测量LISA。用我们的模型，我们发现了大质量黑洞二进制检测率与LISA的$\sim0.5-1$年$^{-1}$质量大于$10^5M_\odot$的大质量黑洞。这应该被视为一个下限，主要是因为我们的大质量黑洞样本不包括低于$10^5M_\odot$的质量，这可能会显着增加观测到的速率。我们提出的原因，我们预测较低的检出率相比，许多文献。
2019-11-01 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Merging Black Holes in Dwarf Galaxies: Calculating Binary Black Hole Coalescence Timescales from Simulations for LISA Detection
超大质量黑洞（SMBH）在矮星系中的合并将在21世纪30年代中期被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到。以前的宇宙学流体动力学模拟已经显示了大质量黑洞在矮星系中合并的预测，但这些模拟受到其分辨率的限制，并且不能一直跟踪黑洞对合并。根据黑洞与宿主星系的性质计算了黑洞配对与合并之间的延迟时间，并利用这些延迟时间计算了8个宇宙学模拟中11个不同的矮星系内部合并的双黑洞的引力波应变。延迟时间的计算考虑了由于气体和恒星的动力学摩擦，损失锥散射，以及由于引力辐射导致的双星硬化。在模拟中的11个黑洞合并中，有5个黑洞对将在0.8 - 8 Gyr内合并形成一个紧密的对，可以被LISA观察到，其余6个由于模拟的分辨率限制而无法解决。由于所有五个解决密切对合并在哈勃时间内，我们作出广泛的估计，密切SMBH对矮星系将合并和可检测的LISA，但这一估计取决于在轨道衰变过程中存在的气体或解决方案的动力学浮力问题的核心潜力。
2023-02-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Effect of Distant Encounters on Black Hole Binaries in Globular Clusters: Systematic Increase of In-cluster Mergers in the LISA band
本文首次系统研究了距离弱相互作用对稠密星团中并合双黑洞动力学演化的影响。最近的研究表明，密集的星系团很可能对通过引力波（GW）观测到的BBH合并速率有很大的贡献，并且许多合并将出现在LISA和LIGO灵敏度波段中可测量的显著偏心率。这是非常有趣的，因为离心率可以用来区分不同的天体物理合并通道。然而，所有这些最近的研究都是基于各种蒙特卡罗（MC）技术，只包括强相互作用的动态演化的BBH，而任何二进制一般经历的数量级更多的弱相互作用比强。众所周知，弱相互作用主要导致双星偏心率的变化，这对于BBH意味着弱相互作用可以改变它们的GW螺旋时间，从而改变它们的合并概率。基于这种动机，我们进行MC模拟的BBH演变在密集的集群的影响下，弱和强相互作用。我们发现，包括弱相互作用导致一个显着增加的数目的BBH合并在其集群内，这相应地导致了更多的偏心LISA源。这些初步结果说明了包括弱相互作用的重要性，准确地模拟如何BBH合并在集群中，以及如何将其发射的GW信号与其天体物理环境。
2019-06-17 astro-ph.HE
Observing GW190521-like binary black holes and their environment with LISA
像GW 190521这样相对大质量的黑洞的双星被认为是在稠密的气体环境中形成的，比如活动星系核（AGN）的圆盘，它们可能与瞬变电磁对应物有关。这种假定的环境与双星的相互作用可能会在激光干涉仪空间天线（LISA）可观察到的低引力波频率处留下显著的印记。我们表明，LISA将能够检测到多达10个GW 190521类黑洞双星，天空位置误差$\lesssim1$度$^2$。此外，它还可以直接测量活动星系核中心超大质量黑洞的轨道运动所产生的各种效应，特别是多普勒调制和Shapiro时间延迟。由于仔细处理他们的频域信号，我们能够执行LISA看到的多普勒和Shapiro调制的二进制文件的完整参数估计。我们发现，多普勒效应和夏皮罗效应将允许测量AGN参数（半径和围绕AGN的轨道，中央黑洞质量的倾角）与高达100万级的精度。正确地模拟这些低频环境效应对于确定双星的形成历史，以及避免重建源参数和用引力波检验广义相对论时的偏差至关重要。
2022-11-11 astro-ph.HE gr-qc
Applying the metallicity-dependent binary fraction to double white dwarf formation: Implications for LISA
本研究首次结合金属丰度依赖的双星比例模拟LISA可观测的银河系双白矮星种群，发现该依赖性使LISA频带总种群减半并降低前景，但LISA可分辨种群在不同模型间仍难以区分。
2022-12-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Can gravitational-wave memory help constrain binary black-hole parameters? A LISA case study
本研究探讨利用引力波非线性记忆效应对LISA探测的大质量双黑洞进行参数估计的影响，发现该效应虽能降低短时观测双星中光度距离与倾角的简并性，但此类事件极少，对整体参数约束影响有限。
2023-06-28 astro-ph.HE gr-qc
Milky Way Satellites Shining Bright in Gravitational Waves
银河系卫星星系的数量对于宇宙学、基础物理学和天体物理学都有很大的意义。它们代表了星系光度函数的暗淡末端，是本地宇宙中暗物质占主导地位的天体，并且包含最古老和最贫金属的恒星星族。最近的调查显示，大约有60颗卫星，但这可能不到总数的一半。这些系统的表征仍然是一个挑战，由于其低光度。我们认为，引力波天文台LISA作为一个潜在的工具，研究这些卫星，通过观察他们的短周期双白矮星人口。LISA将观察整个天空，而不会因尘埃消光而产生选择效应，补充光学调查，并可能发现隐藏在星系盘后面的大型卫星。
2020-07-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A systematic search of Zwicky Transient Facility data for ultracompact binary LISA-detectable gravitational-wave sources
利用Zwicky瞬态设施（ZTF）收集的测光，我们正在对具有短轨道周期的双星系统（$P_{\rm b}<1\rm \,hr)$）进行持续的调查，目的是确定即将到来的激光干涉仪空间天线（LISA）可检测的新引力波源。在这里，我们提出了迄今为止发现的15个双星系统的样本，其轨道周期从$6.91\rm\,min$到$56.35\rm\,min$不等。在这15个系统中，有7个是食光系统，没有显示出明显的质量转移迹象。此外，我们还发现了两个AM犬（AM CVn）系统和六个系统主要表现出椭圆形的光变曲线的变化。我们提出了后续的光谱学和高速测光确认这些系统的性质，估计他们的LISA信噪比（SNR），并讨论他们的物理特性。
2020-09-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Exploring the Bayesian parameter estimation of binary black holes with LISA
空间引力波探测器LISA将观测到大质量黑洞双星系统（MBHB）与宇宙学距离的合并，以及在进入LIGO/Virgo波段之前数年的螺旋形恒星起源（或恒星质量）双星（SBHB）。这两类系统的参数恢复仍有许多工作要做。先前的MBHB分析依赖于仅吸气信号和/或简化的Fisher矩阵分析，而SBHB尚未使用贝叶斯方法进行广泛分析。我们通过以下方式加速似然计算：（i）使用LISA仪器的傅立叶域响应，（ii）使用包括合并振铃和高次谐波的非旋转波形的降阶模型，（iii）将噪声实现设置为零并计算振幅/相位表示中的重叠。我们提出了第一个模拟的贝叶斯推断的参数，包括一贯的合并和振铃的信号，以及高次谐波的大规模黑洞系统。我们澄清了LISA响应时间和频率依赖性在打破简并性中的作用，并说明了简并性打破如何随着时间的推移而展开。我们还发现，限制合并主导的信号，其主谐波可以使外部的可能性非常退化。包括高次谐波被证明是至关重要的，打破简并大大提高了源的本地化，在天空中的位置生存双峰。我们还提出了模拟的贝叶斯推断的外部参数SBHB，并表明，虽然单峰，其后验分布可以有非高斯特征。
2020-02-29 astro-ph.HE gr-qc
Disentangling the Galactic binary zoo: Machine learning classification of stellar remnant binaries in LISA data
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；SRON Space Research Organisation Netherlands（荷兰空间研究组织）
本文利用机器学习方法对LISA数据中的恒星残骸双星进行分类，发现XGBoost在识别双白矮星和高质双星方面表现优异，但NSWD系统仍存在较大误判风险。
2026-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Limits of vacuum-template subtraction for LISA massive black hole binary sources in realistic environments
Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
研究LISA数据中大质量黑洞双星信号减法的局限性，分析气体吸积导致的引力波退相干影响，并提出残差信号的检测与缓解策略。
2026-03-08 astro-ph.HE gr-qc
The diverse outcomes of binary white dwarf mergers and connections to Galactic LISA sources
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学加拿大理论天体物理研究所）
LISA将为银河系中的白矮星双星提供关键约束，揭示白矮星双星的长期命运。本文通过COSMIC代码生成模拟目录，总结并探索白矮星并合的不同结果及模型不确定性对速率的影响。
2026-07-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Black Hole Hunting with LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）将能够探测整个可见宇宙中的大规模黑洞合并。这些观测将提供有关黑洞形成和增长的独特信息，以及黑洞在星系演化中的作用。在这里，我们开发了几个关键的积木检测和表征黑洞二进制合并与LISA，包括快速外差似然估计，和有效的随机搜索技术。
2020-05-07 astro-ph.HE gr-qc
LISA Double White Dwarfs in Triple Systems
School of Physical Science and Technology, Xinjiang University（新疆大学物理科学与技术学院）
本研究利用MSE代码模拟三星系统中的双白矮星演化，发现Ge模型通过稳定质量转移使LISA双白矮星产量提高约60%，并揭示了三星通道对引力波源的贡献。
2026-09-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
LISA parameter estimation and source localization with higher harmonics of the ringdown
LISA可以探测到大质量黑洞双星合并产生的衰荡引力波信号的高次谐波，具有很高的信噪比。质量最大的黑洞双星更有可能有电磁对应物，而内螺旋对它们的信噪比贡献很小。在这里，我们解决以下问题：我们可以提取的二进制参数和本地化的源只使用LISA观测的振铃？当我们探测到长寿命的inspiral信号时，由于LISA绕太阳运动而引起的振幅和相位调制可以用来解开源的位置和方向，但它们不能用于衰荡主导的信号，这是非常短的寿命。我们表明，（i）我们仍然可以通过仔细组合多个振铃谐波来测量高质量双星的质量比和倾角，（ii）我们可以通过依赖于在不同LISA通道中测量的各种谐波的相对振幅和相位来限制天空位置和光度距离。
2020-01-31 astro-ph.HE gr-qc
A GPU-accelerated semi-coherent hierarchical search for stellar-mass binary inspiral signals in LISA
本文提出一种基于粒子群优化和GPU加速的LISA恒星级双黑洞引力波半相干分层搜索流水线，可在无地面探测器先验信息条件下探测信噪比低至约17的源并支持参数估计。
2024-11-20 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Detectability of Gravitational Wave from a population of Inspiralling Black Holes in Milky Way Mass Galaxies
我们估计了银河系质量星系中心超大质量黑洞周围星团中恒星质量BH种群的内旋速率。我们的方法是基于轨道平均的福克-普朗克方法。其次是一个后处理的方法，它结合了角动量扩散和GW耗散系统的演化的影响。我们分别以$f_c(a)/a$和$e$为分布，选取了10000个具有不同初始半主度和偏心率的黑洞样本。其中，$f_c(a)$是指第c种物质的相空间分布函数。角动量扩散导致上述样品中各系统的偏心率增大，从而增加了螺旋上升的速率。我们用信噪比$\rm{SNR} \geq 8$计算每个系统在LISA频带中花费的时间的分数。每一个系统最终都以一个由团簇扩散速率$μ/ \rm{Gyr}^{-1} \lesssim 1 $给出的补充速率接近损失锥。这个小的速率降低了单个MW质量星系的总内旋速率，估计为$R_{obs} \lesssim 10^{-5} yr^{-1}$。然而，预计$N_{gal} \simeq 10^4$ MW质量星系的集合会导致在LISA波段可观测到GW信号。
2020-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
LISA stellar-mass black hole searches with semicoherent and particle-swarm methods
本文提出结合半相干似然与粒子群优化的方法，用于在LISA数据中搜索恒星质量双黑洞等长时标引力波信号，并通过GW170817和零噪声模拟数据验证了其有效性。
2023-10-16 astro-ph.HE gr-qc
