Binary black holes mergers from hierarchical triples in open clusters
一个产生二元黑洞合并的有希望的通道是在等级三元系统中的Lidov-Kozai轨道共振。虽然这种机制已经被孤立地研究，但这种合并在时间上和恒星形成环境中的分布并没有很好的特征。在这项工作中，我们探讨了Lidov-Kozai诱导的黑洞合并在疏散星团，结合半解析和蒙特卡罗方法来计算合并率和延迟时间为8个不同的人口模型。我们预测局部宇宙中Lidov-Kozai通道的合并率密度为$\sim$ 1- 10\，Gpc $^{-3}$ \，yr $^{-1}$，所有模型都给出了延迟时间分布，其中很大一部分二元黑洞合并（例如，$\sim$ 20 - 50%）发生在疏散星团阶段。我们的研究结果表明，相当大一部分的合并发生在螺旋星系中的恒星形成区域内的等级三重星系。
2021-03-26 astro-ph.HE
The Combined Effects of Two-Body Relaxation Processes and the Eccentric Kozai-Lidov Mechanism on the EMRI Rate
极质量比螺旋体（EMRI）的引力波（GW）发射是低频GW探测器的有前途的来源。它们是由一个紧凑的物体产生的，比如一个恒星质量黑洞（BH）被一个超大质量黑洞（SMBH）捕获。已经提出了几种物理过程来形成EMRI。特别是，在长时间尺度上的弱两体相互作用（即，弛豫过程）被认为是将BH轨道驱动到高偏心率的可能机制。因此，它被SMBH捕获并成为EMRI。在这里，我们证明了EMRI是自然形成的SMBH二进制文件。来自SMBH伴星的引力扰动，被称为偏心Kozai-Lidov（EKL）机制，与弛豫过程相结合，产生比任何单独运行的过程更显著增强的速率。由于EKL对轨道构型敏感，两体弛豫可以改变轨道参数，使系统处于更有利于EKL的状态。由于SMBH双星预计将在宇宙中普遍存在，这一过程预测了相当高的EMRI率。
2022-03-21 astro-ph.GA 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
Gas meets Kozai: the influence of a gas-rich accretion disc on hierarchical triples undergoing von Zeipel-Lidov-Kozai oscillations
本文研究了活动星系核中双星在富气体吸积盘影响下的演化，发现气体阻力与ZLK效应共同作用可导致双星硬化或软化，从而影响恒星合并及引力波源的形成率。
2025-09-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dynamical formation & scattering of hierarchical triples: Cross sections, Kozai-Lidov oscillations, and collisions
双星和恒星、行星和致密天体的三重系统的动力学散射可能会产生高度倾斜的三重系统，受到Kozai-Lidov（KL）振荡的影响，可能导致碰撞、合并、Ia型超新星和其他现象。我们提出了超过400万万的引力散射实验的二元，三元单，三元二进制散射的结果。我们计算所有可能的结果的截面，并探讨它们对入射速度，质量，半长轴和偏心率的依赖关系，包括分析拟合和速度依赖性的讨论。对于生产新的三重系统的散射，我们发现，紧凑的三重是首选的，与外部到内部的半长轴的比率~几-100，平坦或准热偏心率分布，和平坦的分布在余弦的相互倾斜。因此，动态形成的三重态会受到强烈的KL振荡、“偏心Kozai机制”和非长期效应的影响。对于单颗和双星与三颗系统的飞越相遇，我们计算了相互倾角、偏心率和半长轴比变化的累积截面。我们将这些结果应用于散射事件的领域，疏散星团，和球状星团，并探讨了Ia型超新星通过碰撞和合并，恒星碰撞的影响，以及经历KL振荡的三重系统的寿命和动力学隔离。附录提供了一个分析的速度依赖性的碰撞截面在二进制单散射。
2015-12-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Analytic understanding of the resonant nature of Kozai Lidov Cycles with a precessing quadrupole potential
本文通过对 Kozai–Lidov 循环平均长期运动方程，解析揭示进动频率与 KLC 时间尺度相当时偏心率矢量的共振机制及高偏心率演化。
2023-08-18 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Hierarchical black hole triples in young star clusters: impact of Kozai-Lidov resonance on mergers
在第二代地基引力波探测器（Advanced LIGO和Virgo）的频率范围内，致密天体双星的合并是最强大的引力波（GW）源之一。对年轻致密星团（SC）的动力学模拟表明，所有双致密天体双星中约有27%是层次三元系统（HT）的成员。在本文中，我们认为570 HT的组成的三个紧凑的对象（黑洞或中子星），动态形成的N体模拟的年轻致密的SC。我们模拟他们的哈勃时间与一个新的代码的基础上Mikkola的算法正则化方案，包括2.5后牛顿项。我们发现，约88%的模拟系统开发Kozai-Lidov（KL）振荡。KL共振触发合并的内部二进制在三个系统（对应于0.5%的模拟HT），通过增加偏心率的内部二进制。考虑KL振荡导致总的预期合并率增加约50%.All的二进制合并，因为KL振荡是由动力学交换形成（即没有一个是原始的二进制）和啁啾质量>20 Msun。这一结果可能是至关重要的解释最近发现的第一个GW事件的形成通道。
2016-08-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hierarchical Three-Body Problem at High Eccentricities = Simple Pendulum, IV: Octupole for Librating Kozai-Lidov Cycles
Institute for Advanced Study（高等研究院）
研究高偏心率下分层三体问题中摆动 Kozai-Lidov 循环的长期八极矩演化，通过解析得出二阶项剩余动力学为单摆，给出法向角动量振荡等结果，模型与数值积分相符，适用于多种分层三体情况。
2026-07-17 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of Dark Matter Torii Around Supermassive Black Holes Via The Eccentric Kozai-Lidov Mechanism
研究了长期扰动对超大质量黑洞（BH）双星周围暗物质粒子分布的影响。我们表明，在分层（分离）三体问题，黑洞和暗物质粒子之一，形成一个内部的二进制。来自黑洞伴星的引力扰动，在一个更宽的轨道上，可以导致暗物质粒子达到极高的离心率，甚至通过所谓的偏心Kozai-Lidov（EKL）机制吸积到黑洞上。我们表明，这可能会产生一个环面状配置的暗物质分布在质量较轻的成员的BH二进制。我们首先考虑在我们银河系中心附近的中间BH（IMBH），它可能是过去小合并的遗迹。我们表明，如果IMBH足够接近（即，在恒星盘附近），EKL机制非常有效地将近极配置中的暗物质粒子的离心率激发到极高的值，其中它们被IMBH吸积。我们表明，这种机制是更有效的，如果中央BH的质量增长，我们假设绝热增长。由于近极结构被破坏，形成了一个类似圆环的形状。我们还表明，这种行为也可能是相关的超大质量BH双星。我们认为，如果黑洞是旋转的，吸积的暗物质粒子可能会在能层中徘徊，从而可能产生自湮灭，并产生潜在的利益的间接签名。
2014-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Role of the Kozai-Lidov Mechanism in Black Hole Binary Mergers in Galactic Centers
为了了解恒星质量黑洞双星（BHB）通过引力波（GW）辐射的合并速率，确定合并的主要途径是很重要的。我们用数值模拟的方法研究了银心超大质量黑洞影响半径内BHB的演化。在这一地区的双星的演变是由中央SMBH的扰动为主。特别地，如Antonini和Perets首先指出的，Kozai-Lidov（KL）机制将BHB相对于SMBH的相对倾斜度交换为BHB的偏心率，并且对于某些取向，可以使BHB的偏心率接近1。在非常高的偏心率下，来自BHB的GW发射可以变得有效，导致BHB的成员聚结。我们使用一种新的组合的两个N体代码遵循这种演变。我们被迫模拟小系统来准确地遵循行为。我们已经完成了400个模拟，范围从$\sim$ 300恒星周围的$10^{3}$ M $_{\odot}$黑洞到$\sim$ 4500恒星周围的$10^{4}$ M $_{\odot}$黑洞。这些模拟是第一次遵循SMBH附近的双星的内部轨道，同时也遵循其外部轨道自洽的变化。我们发现，这种机制可以产生合并的最大速率每体积的$\sim 100$ $^{-3}$年$^{-1}$或相当少，如果倾斜振荡的二进制保持不变的BHB倾斜SMBH的变化，或者如果二进制黑洞分数是小的。
2016-04-18 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Spin and Eccentricity Evolution in Triple Systems: from the Lidov-Kozai Interaction to the Final Merger of the Inner Binary
本文研究了黑洞双星在三级质量扰动下的自旋和偏心率的演化。我们重点关注三个方面。首先，我们按照Antonini等人[MNRAS 480，L58（2018）]和Liu和Lai [ApJ 863，68（2018）]概述的方法研究了内部双星的自旋轨道对齐，但允许自旋具有随机的初始方向。我们确认存在一个动力学吸引子，驱动的自旋轨道角在年底的LK演化的自旋和外轨道角动量之间的初始角度给定的值（而不是一个特定的值的有效自旋）。其次，我们跟踪（内）双星的演化进一步合并，研究最终的自旋-自旋对齐。我们推广的有效势理论，包括轨道偏心率，这使我们能够有效地发展系统的早期inspiral阶段。我们进一步发现自旋-自旋和自旋-轨道排列是相关的，并且这种相关性由初始自旋-轨道角决定。对于自旋矢量最初在轨道平面内的系统，最终自旋强烈不利于对齐配置，因此可能导致比均匀自旋-自旋对齐预测的更大的GW反冲值。最后，我们研究了在LK过程中可以实现的最大偏心率激发，包括引力波辐射的影响。我们发现，当第三质量是一个超大质量BH和内部的二进制是大规模的，那么即使与最大的LK激发，剩余偏心率通常小于0.1时，二进制的轨道频率达到10赫兹，和一个分赫兹检测器将是必要的，以遵循这样一个系统的轨道演化。
2020-11-13 astro-ph.HE gr-qc
An Enhanced Formation Channel for Galactic Dual-Line Gravitational-Wave Sources: von Zeipel-Lidov-Kozai Effect in Triples Involving Sgr A*
Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, 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基础物理与数学学院）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术研究所）；School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）；Institute for Astronomy, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院天体物理研究所）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
研究通过von Zeipel-Lidov-Kozai效应增强银河双线引力波源的形成，展示该效应如何调节双星 inspiral 和单个中子星自转的引力波发射，使双线源数量从罕见提升至可量级，提高观测可能性。
2026-05-12 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Eccentricity distributions of eccentric binary black holes in galactic nuclei
银河核预计是形成偏心双黑洞（EBBH）的主要场所之一，估计探测率为$\mathcal{O}(1-100$年$^{-1})$与先进的LIGO（aLIGO）探测器在设计灵敏度。这些双星的两个主要形成通道是引力捕获和长期Kozai-Lidov机制，具有可预测的形成速率。我们使用蒙特卡罗模拟来构建通过这些通道在星系核中形成的EBBH的偏心率分布，当它们的引力波信号以$10$ Hz进入aLIGO波段时。我们发现，进入aLIGO带的偏心率大于$0.1$的二元黑洞的比例为$\sim 10$ %的长期Kozai-Lidov机制，和$\sim 75$ %的引力捕获。我们表明，如果未来的EBBH探测率与aLIGO将占主导地位的EBBH形成的星系核，那么通过两个主要渠道形成的EBBH的比例可以被约束到一个$Δ\mathcal{F}= 0.2$宽一西格玛置信区间与几十个观测，即使参数估计误差考虑到在现实的水平。
2019-07-08 astro-ph.HE
A Triple Origin for the Heavy and Low-Spin Binary Black Holes Detected by LIGO/Virgo
我们探讨的质量，合并率，偏心率，并通过Lidov-Kozai机制驱动合并的第三个同伴的字段二进制黑洞的自旋。使用人口合成的方法，我们模拟创建恒星质量的黑洞三倍在一系列不同的初始条件和恒星金属丰度。我们发现，生产的三重介导的合并是在低金属丰度提高了约100倍，由于较低的黑洞出生踢和减少恒星质量损失。这些三重黑洞自然会产生有效自旋接近于零的重双黑洞，这与迄今为止观察到的大多数合并一致。这一过程在本机宇宙中产生的合并速率在2 ~ 25 Gpc^-3 yr^-1之间，表明Lidov-Kozai机制有可能解释Advanced LIGO/Virgo观测到的所有低自旋、重黑洞合并。最后，我们表明，三重承认一个独特的偏心率和自旋分布，这将使这个模型在不久的将来进行测试。
2018-08-06 astro-ph.HE
Probing Intermediate Mass Black Holes in M87 through Multi-Wavelength Gravitational Wave Observations
我们分析了由M87中心附近的超大质量黑洞（SMBH）和一对质量在$10-10^3$ $M_{\odot}$范围内的黑洞（BH）组成的三重系统。考虑后牛顿进动和Kozai-Lidov相互作用，在四极和八极水平上模拟了SMBH影响下的双黑洞演化. Kozai-Lidov振荡增强了参数空间某些部分的引力波（GW）信号。我们确定的频率峰值和检查与LISA以及未来的天文台，如$μ$战神和DECIGO的GW的可检测性。我们展示了GW信号可以用几个或所有这些探测器观察到的例子。多波长GW光谱学有可能发现M87中心附近的恒星到中等质量的BH。我们估计的速率，$Γ$，在M87中心的BBH和飞越恒星之间的碰撞。我们的计算表明，$Γ< 10$ $\rm{Gyr}^{-1}$的内双星的质量和半长轴的宽范围。
2020-09-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Impact of a Spinning Supermassive Black Hole on the Orbit and Gravitational Waves of a Nearby Compact Binary
最近的理论研究表明，恒星质量的双星黑洞（BBH）将更有效地合并由于Kozai-Lidov机制，如果这些双星形成在附近的超大质量黑洞（SMBH）。由于SMBH可能旋转迅速，我们继续我们早期的研究推广的Kozai-Lidov形式主义，包括自旋的SMBH和研究附近的BBH的演变。我们发现，偏心率和轨道倾角的BBH显着的影响，因为自旋（i）迫使轨道平面的质量中心的BBH周围的SMBH进动（透镜-Thirring效应）和（ii）施加额外的重力磁场力的BBH。因此，BBH的合并时间可能会有很大的不同。我们计算的波形从BBH在一个有代表性的例子，并研究其可探测性的毫赫兹GW探测器，如激光干涉空间天线（LISA）。我们发现，在没有自旋的情况下的信号是可区分的。我们的研究结果表明，在LISA带的BBHs可能被用来探测星系中心的SMBHs的自旋。
2019-08-05 astro-ph.HE gr-qc
Black hole triple dynamics: breakdown of the orbit average approximation and implications for gravitational wave detections
在球状星团致密核中形成的并合黑洞双星有望成为下一代地面激光干涉仪最亮的引力波辐射源之一。合并的有利条件是由Kozai共振发起的，其中与第三个遥远的物体，通常是另一个BH的引力相互作用，引起内部BH二进制偏心率的准周期变化。在本文中，我们进行高精度N体模拟的长期演变的层次BH三元组和调查的条件，导致合并的BH二进制和它可能成为一个可观测的GW辐射源的方式。我们发现，长期的轨道平均治疗，在以前的作品中采用，不可靠地描述这些系统的动力学，如果二进制是由外BH在一个高度倾斜的轨道上在一个中等的距离。在Kozai周期的高偏心率阶段，由于外BH的扭矩可以在双星轨道周期的一小部分内将双星驱动到非常大的偏心率。这发生在相对论项对演化变得重要之前，并且允许二进制GW信号在高偏心率下达到大GW频率（>~10 Hz）。我们发现，在GCs中由Kozai机制驱动的合并BH双星中，当它们在地基激光干涉仪的频带中首次啁啾时，约50%的合并BH双星的偏心率大于0.1，其中10%的合并BH双星是极端偏心的，（1-e）<~10^-5。这意味着，如果使用常规的准圆形模板来分析GW探测器数据，则可能会错过很大一部分这样的GW源。因此，在GC中的所有合并BH二进制文件的有效检测将需要模板库的偏心inspiral波形匹配过滤和专用的搜索策略。
2013-11-15 astro-ph.HE gr-qc
Dark Matter Signatures of Supermassive Black Hole Binaries
星系形成范例的一个自然结果是超大质量黑洞（SMBH）双星的存在。来自遥远的SMBH伴星的引力扰动可以通过偏心的Kozai-Lidov机制在绕主SMBH运行的暗物质粒子上诱导高轨道偏心率。这一过程产生了大量的暗物质粒子涌入到主SMBH能层，在那里，测试粒子停留了很长的时间尺度。这种流入导致了高的自引力密度，形成了一个非常接近SMBH的暗物质团块。在这种情况下，暗物质团和SMBH之间的引力波发射可能被LISA探测到。如果暗物质自我湮灭，团块的高密度将导致引力波发射和高能电磁信号的独特共同检测。
2019-10-20 astro-ph.HE
Binary Mergers near a Supermassive Black Hole: Relativistic Effects in Triples
研究了在等级三元系统中自旋超大质量黑洞对并合黑洞双星的轨道和自旋演化的广义相对论效应。一个足够倾斜的外轨道可以激发BHB的Lidov-Kozai偏心率振荡，并导致其合并。这些GR效应在BHB轨道和自旋上产生额外的进动，显着增加了合并的倾斜窗口，并在BHB进入LIGO波段时产生广泛的自旋取向。这种“GR增强”通道可能在BHB合并中发挥重要作用。
2019-09-06 astro-ph.HE gr-qc
Greatly enhanced merger rates of compact-object binaries in non-spherical nuclear star clusters
银河系和相当一部分星系被观测到拥有一个嵌入在非球形核星团中的中央大质量黑洞（MBH）。我们研究的长期轨道演化的致密物体的双星在这些环境中，并表征激发极大的偏心率，可以导致合并的引力辐射。我们发现，偏心率激发发生最有效的节点进动的时间尺度的二进制的轨道周围的MBH由于非球形集群变得可比（在一个因素~10）的时间尺度上的二进制是扭转的MBH由于Lidov-Kozai（LK）机制。我们表明，在这种制度的扰动，由于集群增加的系统，达到极端偏心率（$1-e\sim10^{-4}-10^{-6}$）的一个因素~10-100相比，理想化的情况下，一个球形集群的分数，增加合并率的紧凑型物体由一个类似的因素。我们确定了两个主要渠道，导致这种极端的偏心率激励：（i）由于共振重叠的偏心率的混沌扩散;（ii）集群驱动的变化之间的相互倾斜的二进制轨道和它的质心轨道周围的MBH，这可以加强LK振荡。我们估计我们的机制可以产生黑洞-黑洞和黑洞-中子星双星合并率分别高达$\approx 15$ $\rm{Gpc}^{-3}yr^{-1}$和$\approx 0.4$ $\rm{Gpc}^{-3}yr^{-1}$。因此，我们提出了集群增强Lidov-Kozai机制作为一个新的渠道合并的紧凑型对象的二进制文件，竞争的情况下，调用孤立的二进制演化或动态形成的球状星团。
2017-08-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Black Hole and Neutron Star Binary Mergers in Triple Systems: Merger Fraction and Spin-Orbit Misalignment
由外部伴星引力扰动驱动的黑洞并合是LIGO探测到的黑洞并合双星的一类重要形成通道。我们研究了三重系统中双星BH的轨道和自旋演化，其中第三伴星通过Lidov-Kozai振荡激发内双星的大偏心率，导致双星通过引力辐射合并。使用单轨道平均和双轨道平均的长期动力学方程的三重态，我们确定合并窗口（范围内的同伴倾斜，允许内部的二进制合并）和合并分数作为各种系统参数的函数。对于典型的BH双星，合并分数迅速增加与扰动偏心率$e_{\rm out}$，因为八极摄动，达到$10-20\%$在$e_{\rm out}=0.9$。推导了在八极效应可忽略的情况下系统的合并窗口和合并分数的解析表达式，并将其应用于三重态的中子星双星合并。我们还遵循自旋演化的BH在同伴诱导的轨道衰变。从对齐的自旋轴开始，当双星进入LIGO带时，可以产生大范围的最终自旋轨道失准角$θ_{\rm sl}^{\rm f}$。对于八极效应较小的系统（如等质量双星或$e_{\rm out}\sim 0$），$θ_{\rm sl}^{\rm f}$的分布在$90^\circ$附近达到峰值。随着八重效应的增加，最终自旋轴的分布更加各向同性。总的来说，合并BH二进制产生的Lidov-Kozai振荡在三重显示出独特的分布的有效自旋参数$χ_{\rm eff}$，这可能是用来区分这个形成通道从其他人。
2018-08-12 astro-ph.HE gr-qc
Merging Compact Binaries Near a Rotating Supermassive Black Hole: Eccentricity Excitation due to Apsidal Precession Resonance
研究了在一个旋转的超大质量黑洞（SMBH）附近的三重结构中合并致密双星的动力学。我们包括各种广义相对论的影响，耦合的内轨道，外轨道和自旋的SMBH。在引力辐射引起的轨道衰变过程中，内双星会遇到“拱心进动共振”，并经历偏心激发。当内双星的拱点进动速率与外双星的拱点进动速率相匹配时，就会发生这种共振，这种进动由牛顿相互作用和各种后牛顿效应驱动。偏心率激励要求外轨道具有有限的偏心率，并且对于具有小的相互倾斜的三重体是最有效的，与充分研究的Lidov-Kozai效应相反。共振和相关的偏心率增长可能发生在双星发射低频带的引力波时，并且可能被未来的天基引力波探测器探测到。
2020-07-14 astro-ph.HE gr-qc
The Mass Ratio Distribution of Tertiary Induced Binary Black Hole Mergers
许多提出的黑洞（BH）合并的方案涉及一个第三同伴，诱导冯齐佩尔-利多夫-科扎伊（ZLK）偏心周期的内部二进制。这种机制的一个吸引人的特点是，当八极级效应（也称为偏心Kozai机制）很重要时，合并概率会增加。当三元组份的质量与二元组份相当时，就可能出现这种情况。由于八极强度[ $\propto (1-q)/(1+q)$ ]随着双星质量比$q$的减小而增加，这种ZLK引起的合并有利于质量比较小的双星。我们使用的数值和分析方法相结合，充分表征八极增强的二进制BH合并，并提供分析标准，有效地计算这种增强的强度。我们发现，对于具有半长轴比$a/a_{\rm out}\gtrsim 0.01$ - $0.02$的分层三元组，当$q$从1减小到$0.2$时，二进制合并分数可以增加一个大的因子（高达$\sim 20$）。在这种情况下产生的合并二进制BH的质量比分布与LIGO/VIRGO合作获得的观测分布紧张，虽然显着的不确定性仍然存在关于二进制BH质量和质量比的初始分布。
2021-06-14 astro-ph.HE gr-qc
Accuracy of Estimating Highly Eccentric Binary Black Hole Parameters with Gravitational-Wave Detections
高偏心轨道上恒星质量黑洞的合并是地面引力波探测器的目标之一，包括LIGO，VIRGO和KAGRA。这些源通常可以通过高速色散系统中的引力波发射或通过三重系统中的长期Kozai-Lidov机制形成。引力波携带着双星的轨道参数和源位置的信息。使用Fisher矩阵技术，我们确定的测量精度的LIGO-VIRGO-KAGRA网络可以测量偏心二进制的源参数，使用匹配滤波搜索的重复爆发和偏心inspiral相位的波形。我们解释了广义相对论性的岁差和轨道偏心率和频率的演变过程中的inspiral。我们发现，信噪比和参数测量精度可能显着高于偏心源比圆形源。这种增加是敏感的初始近心距离，初始偏心率，和组件的质量。例如，与30 Msun-30 Msun的非自旋圆双星相比，假设初始近心距离为20 Mtot（10 Mtot），初始高度偏心的双星的啁啾质量和天空定位精度可以提高约129（38）和约2（11）倍。
2018-02-04 astro-ph.HE gr-qc
Accelerating Compact Object Mergers in Triple Systems with the Kozai Resonance: A Mechanism for "Prompt" Type Ia Supernovae, Gamma-Ray Bursts, and Other Exotica
白矮星-白矮星（WD-WD）和中子星-中子星（NS-NS）合并可能分别产生Ia型超新星和伽马射线暴（GRB）。一个普遍的问题是如何产生半长轴足够小的双星，以显着小于哈勃时间（t_H），从而适应观察，这些事件密切关注恒星形成的插曲。我探讨的可能性，这样的系统是不是在所有的二进制，但实际上coeval，或动态形成，三重系统。第三纪在内部双星中引起Kozai振荡，将其驱动到高偏心率，并减少其引力波（GW）合并的时间尺度。这种效应显著增加了二元周期P的允许范围，使得合并时间为t_merge < t_H。原则上，如果P ~ 300天的双星系双星包含一个倾角足够大的太阳质量第三系，那么它们可以在<tH时合并。对于逆行第三系，使得t_merge < t_H的最大P更大。相比之下，在没有三级的情况下需要P < 0.3天。我讨论了这些发现的影响，通过紧凑的对象二进制合并形成的瞬态生产。根据统计的太阳型双星，我认为，许多这样的双星应该在三重系统的影响下的Kozai共振。如果为真，则修改对来自各个源的mHz GW信号、漫射背景和GW实验（如LISA）的前景的预期。这项工作激发了未来的研究的三元组系统的A，B和O星，和新类型的搜索WD-WD二进制三元组系统。
2011-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Population of Eccentric Binary Black Holes: Implications for mHz Gravitational Wave Experiments
观测到的双黑洞（BBH）合并表明，一个大的银河系祖先人口不断从大的轨道分离和低引力波（GW）频率的最后合并阶段。本文研究了银河系中双黑洞的平衡分布。给定观测到的BBH合并率，我们在两个假设下对比低频$0.1-10\,$ mHz GW频带中辐射的系统的预期数量：（1）所有合并系统都起源于近圆形轨道，这可能表明孤立的双星演化，（2）所有合并系统都起源于非常高的偏心率，正如动态形成的BBHs和经历Lidov-Kozai偏心率振荡的三重和四重系统的模型所预测的那样。我们表明，在每个频率下，偏心情况下（2）的系统平衡数比圆形情况下（1）的系统平衡数高$\simeq 2-15$倍。这是因为偏心系统比圆形系统在低频GW波段辐射花费更多的时间。GW的发射是以脉冲的形式出现在由轨道周期（可能是几天到几年）分隔的近星点。对于一个LISA样的敏感性曲线，我们表明，如果偏心系统的贡献显着观察到的合并率，那么$\simeq 10$偏心系统应该看到在银河系。
2019-03-07 astro-ph.HE gr-qc
Induced Ellipticity for Inspiraling Binary Systems
虽然引力波往往会消除螺旋双星系统的偏心率，但椭圆率可以在周围物质存在的情况下产生。本文提出了一种半解析的方法来研究星系中心存在超大质量黑洞时双星黑洞的偏心率分布。给定一个物质分布，我们展示了如何确定由此产生的偏心率分析潮汐力和蒸发的存在下，一个截止和一个物质分布独立的功能，铺平了道路，了解检测到的吸气黑洞的环境。此外，我们推广Kozai-Lidov动力学的情况下，扰动理论打破了短时间间隔，允许更一般的角动量交换，这样的偏心率产生，即使当所有机构在同一平面内的轨道。
2018-01-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
