The intermediate problem for binary black hole inspiral and the periodic standing wave approximation
在计算双黑洞的内旋时，需要一个中间近似，它可以连接早期内旋的后牛顿方法和最终坍缩的数值相对论计算。我们在这里描述的周期性驻波近似：一个数值解发现的问题的周期性旋转的二进制与螺旋对称的驻波字段，并从这个解决方案的近似提取的物理相关的问题的螺旋出射波。这种方法的近似基础最近已被证实与创新的数值方法应用于非线性模型问题。
2005-02-28 gr-qc
The transition from adiabatic inspiral to geodesic plunge for a compact object around a massive Kerr black hole: Generic orbits
一个恒星质量的致密天体落入大质量克尔黑洞的内旋过程可以分为三个不同的阶段：绝热内旋阶段，内旋时间尺度远大于轨道周期;晚期径向下落阶段，可以近似为一条俯冲测地线;以及天体从内旋过渡到俯冲的阶段。在早期的工作中，Ori和Thorne概述了一种方法，用于计算圆形赤道轨道中紧凑物体在这种过渡期间的轨迹。我们推广这种技术，包括倾斜和偏心。
2008-05-08 gr-qc
Gravitational waves from inspiraling binary black holes
双黑洞是第一代地基干涉引力波探测器最有希望的候选源。我们总结和讨论了国家的最先进的分析技术，在过去的几年中发展，以更好地描述后期的动力学演化的可比质量的二元黑洞。
2002-03-25 gr-qc
Highly eccentric inspirals into a black hole
我们模拟了一个紧凑的恒星质量的物体到一个大质量的非旋转黑洞的轨道运动，包括所有耗散和保守的一阶质量比的影响。我们开发的技术允许初始偏心率高达$e\sim0.8$和初始间距为$p\sim 50$大的吸气，通过数千个轨道，直到开始进入黑洞。的inspiral计算使用密切元素计划驱动的混合自作用力模型，结合洛伦兹规范自作用力的结果与高度精确的流量数据从Regge-Wheeler-Zerilli代码。我们的混合自作用力模型的高精度允许吸气的轨道相位被跟踪到$\sim0.1$弧度内或更好。在辐射近似计算的自作用力模型和吸气之间的差异进行了量化。
2016-03-21 gr-qc
Probing vector hair of black holes with extreme mass ratio inspirals
大黄蜂引力模型，具有与引力非最小耦合的矢量场，是爱因斯坦-麦克斯韦理论的自然延伸。在这个理论中，一个黑洞可以携带一个矢量头发，使度规偏离史瓦西度规。为了研究矢量头发的可探测性，我们考虑了一个极端质量比螺旋（EMRI）系统，其中一个恒星质量黑洞螺旋进入一个超大质量黑洞。我们发现，通过一个基于空间的引力波探测器对EMRI进行为期一年的观测，我们可以探测到大黄蜂引力模型中小到$Q\sim 10^{-3}$的矢量电荷，与目前的EHT观测相比，这是大约三个数量级的紧。
2023-02-06 gr-qc
Effective inspiral spin distribution of primordial black hole binaries
研究了原初黑洞双星的有效内旋自旋、质量比和啁啾质量的概率分布，并考虑了引力坍缩临界现象的影响.作为首阶估计，假设每个二进制由根据单个PBH的概率分布随机选择的两个PBH形成。我们发现，虽然临界现象可以导致大自旋的低质量的尾巴，有效的内旋的二进制统计非常小，$\sqrt{\langleχ_{\mathrm{eff}}^2\rangle}=8.41\times10^{-4}$。我们还看到，几乎没有反相关的有效内旋自旋和质量比，这可以从观察推断。
2022-08-01 gr-qc
Search for gravitational waves from binary black hole inspirals in LIGO data
我们报告的搜索引力波从双黑洞的灵感在数据从第二次科学运行的LIGO干涉仪。搜索的重点是组成质量在3到20个太阳质量之间的双星系统。最佳取向的二进制与距离高达1百万秒差距可以检测到的效率至少为90%。在我们搜索的385.6小时的数据中，我们没有发现任何可以确定为引力波的事件。
2005-09-30 gr-qc
Report on the first binary black hole inspiral search in LIGO data
LIGO科学合作组织目前正在实际数据中首次搜索二元黑洞螺旋信号。我们正在使用来自第二次LIGO科学运行的数据，我们专注于来自双星系统的螺旋信号，其组件质量在3到20个太阳质量之间。我们描述了所使用的分析方法和报告的LIGO仪器在第二次科学运行的灵敏度的初步估计。
2005-07-20 gr-qc
Transition from inspiral to plunge in binary black hole coalescences
结合最近的技术，给出非微扰重新总结的两体动力学的阻尼和保守部分的估计，我们描述的绝热阶段和暴跌之间的过渡，在合并的二进制黑洞具有可比的质量准圆形轨道上移动。我们给出了初始动力学数据的数值相对论调查，与轨道的一小部分左，并提供，用于数据分析的目的，估计的引力波的形式发出的整个螺旋，暴跌和合并阶段。
2000-05-31 gr-qc
Inspiraling binary charged black holes in an external magnetic field: Application of post-Newtonian dynamics in Einstein-Maxwell theory
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
本文研究了在外部磁场中二元带电黑洞的后牛顿动力学，通过推导运动方程并分析引力波形，展示了强磁场对轨道演化和引力波信号特征的影响。
2026-02-02 gr-qc
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。
2007-06-07 gr-qc
General relativistic simulations of the quasi-circular inspiral and merger of charged black holes: GW150914 and fundamental physics implications
我们进行广义相对论模拟的带电黑洞目标GW 150914。我们发现，inspiral是最有效的检测黑洞电荷通过引力波和GW 150914是兼容的电荷质量比高达0.3。我们的工作适用于电荷和磁荷，以及具有U（1）（隐藏或暗）电荷的黑洞理论。利用我们的结果，我们放置一个上限偏离广义相对论的动力学，强场制度的所谓理论的修改重力（MOG）。
2021-01-27 astro-ph.HE gr-qc
Probing the Spin-Induced Quadrupole Moment of Massive Black Holes with the Inspiral of Binary Black Holes
本研究分析了利用空间引力波探测器通过双黑洞旋近信号探测大质量黑洞自旋诱导四极矩的能力，发现四极矩偏差可约束至$10^{-1}$水平，高阶模式能显著增强探测能力，并能区分黑洞与玻色星模型。
2024-07-28 gr-qc
Measurement of the central Galactic black hole by extremely large mass-ratio inspirals
在银河系中，由褐矮星和银河系中心的大质量黑洞组成的极大质量比螺旋（X-MRI）有望成为星载探测器的引力波源。在这项工作中，我们模拟了引力波信号从二十个X-MRI系统的轴对称Konoplya-Rezzolla-Zhidenko度规与不同的参数。我们发现，克尔黑洞的质量，自旋和偏差参数可以准确地确定（$\sim 10^{-5} - 10^{-6}$），只有一个X-MRI事件与高信噪比。以上参数的测量可以通过更多的X-MRI观察来改进。
2023-02-13 gr-qc
Resonance crossing of a charged body in a magnetized Kerr background: an analogue of extreme mass ratio inspiral
研究了在均匀磁场中带电体绕Kerr黑洞运动的共振交叉。这个系统可以作为一个弱不可积的极端质量比螺旋（EMRI）的电磁模拟。特别地，磁场的存在使得系统的保守部分在刘维尔意义上不可积，而电磁自作用力使带电体螺旋上升。通过研究没有自作用力的系统，我们证明了一个近似的卡特常数的存在，并讨论了如何共振增长的扰动参数的函数。然后，我们应用电磁自作用力来研究这些共振在螺旋过程中的交叉。平均能量和角动量损失在交叉允许我们采用绝热近似。我们证明，这种绝热近似提供的结果定性等效的瞬时自作用力的演变，这表明绝热近似可以描述共振交叉足够准确的EMRI。
2023-03-13 astro-ph.HE gr-qc
Hybrid method for understanding black-hole mergers: Inspiralling case
我们适应的方法匹配后牛顿和黑洞微扰理论的类时表面（这被证明是有用的理解迎面黑洞二进制碰撞）处理等质量，吸气黑洞二进制。我们首先引入辐射反应势到这种方法中，我们表明，它导致一组自洽的方程，描述的波形和类时匹配表面的同时演变。这使我们能够产生一个完整的inspiral-merge-ringdown波形的l=2，m=2，-2模式的引力波形的等质量黑洞-二进制inspiral。这些模式与数值相对论模拟的模式在相位上匹配得很好，但在振幅上不太匹配。作为该方法的第二个应用，我们研究了自旋在轨道平面上反向排列的黑洞的合并（“超级反冲”配置）。在超级反冲的衰荡过程中，质量和电流四极辐射的相位被锁定在一起，因为它们以相同的准正规模式频率演化。我们认为，这种锁定在合并过程中开始，我们表明，如果黑洞的自旋通过我们的模型的扰动黑洞时空中的测地岁差演变，然后在合并过程中的轨道频率旋进。反过来，这会导致辐射的正确行为，并产生类似于数值模拟中观察到的反冲。
2012-02-21 gr-qc
An improved analytical description of inspiralling and coalescing black-hole binaries
我们提出了一个分析的形式主义，在连续的一体化框架内，预测引力波信号的吸入和合并黑洞二进制同意，在数值误差范围内，与目前最准确的数值相对论模拟的结果为几个不同的质量比。在等质量的情况下，我们的形式主义预测的引力波能流与最精确的数值相对论能流在数值误差范围内一致。我们认为，我们的形式主义打开了一个现实的可能性，构建一个足够准确的，大银行的引力波模板，需要检测和数据分析（非旋转）合并的二元黑洞。
2009-03-19 gr-qc
Accurate inspiral-merger-ringdown gravitational waveforms for non-spinning black-hole binaries including the effect of subdominant modes
本文给出了一个解析波形族，它描述了非自旋黑洞双星的涡卷、合并和衰荡过程中的引力波，包括几种非四极模[（$\ell = 2, m = \pm 1), (\ell = 3, m = \pm 3), (\ell = 4, m = \pm 4)$和$(\ell = 2, m=\pm2)$除外）]的影响.我们首先构建自旋加权球谐模的混合波形匹配的数值相对论模拟（与质量比$1-10$）描述后期inspiral，合并和衰荡的二进制后牛顿/有效的一体波形描述早期inspiral。通过对混合波形的傅里叶变换进行建模，利用微扰计算得到的解析函数，在频域中构造解析波形族。由此产生的高精度，即用型波形是高度忠实（不忠实$\simeq 10^{-4} - 10^{-2}$）的观察GW从非旋转黑洞二进制和非常便宜的生成。
2017-08-11 gr-qc
Systematics of black hole binary inspiral kicks and the slowness approximation
在黑洞的螺旋和合并过程中，引力波多极的相互作用带走了线性动量，从而提供了一个天体物理学上重要的反冲，或“踢”到系统和最后的黑洞遗迹。已经发现，在坍缩的最后阶段（准正规振铃）的线性动量倾向于提供一个“反反冲”，在某些情况下，几乎取消了所有的早期（准圆内旋）发射的反冲。我们在这里表明，这种抵消不是由于特殊的引力波，黑洞，或相互作用的多极，而只是一个事实，即旋转通量的动量改变其强度缓慢。我们还表明，了解系统的排放允许很好的估计的净踢数值模拟开始在相当晚的时间，是有用的定性了解什么样的系统提供大，小净踢。
2011-04-03 gr-qc
The Transition from Inspiral to Plunge for a Compact Body in a Circular Equatorial Orbit Around a Massive, Spinning Black Hole
对于质量为μ的致密天体，在环绕质量M>> μ的Kerr黑洞的圆形赤道轨道上，存在三种引力辐射反应诱导的内旋区域：（i）“绝热内旋区域”，在该区域内，天体通过一系列圆形测地线轨道逐渐下降。(ii)一个“过渡区”，靠近最内层的稳定圆轨道（isco）。(iii)“坍缩区”，即天体沿着测地线从略低于isco的地方进入黑洞的视界。本文给出了一个过渡区的分析处理，并表明，幸运的是，从过渡的引力波可能是可测量的空间为基础的LISA任务。
2000-03-08 gr-qc
Statistical constraints on binary black hole inspiral dynamics
通过对拟圆吸气初始位形参数空间的系统采样和演化，对后牛顿近似下的二元黑洞问题进行了统计分析.通过自旋和轨道角动量变量的主成分分析，我们系统地寻找不相关的量，并找到其中三个是高度保守的统计意义上，无论是作为时间的函数，并在初始自旋取向的变化。我们还寻找并找到导致问题中最大变化的变量。我们提出了完整的爱因斯坦方程的二元黑洞模拟分析在何种程度上这些结果可能结转到完整的理论在螺旋和合并制度。这些结果在引力波探测器的引力波模板的半解析和数值构建中具有重要的应用价值。
2010-05-30 gr-qc
Adiabatic inspirals under electromagnetic radiation reaction on Kerr spacetime
本文研究Kerr时空中带电天体在电磁辐射反作用下的绝热旋近，计算$(p,e)$平面轨迹并与引力波驱动情形比较，发现电磁驱动旋近圆化效率更低且受黑洞自旋影响。
2023-09-18 gr-qc
Extreme mass-ratio inspirals as probes of scalar fields: inclined circular orbits around Kerr black holes
本研究围绕 Kerr 黑洞周围倾斜圆轨道上的极端质量比旋进，评估 LISA 探测次级天体所携标量场的能力，发现其信号强度依赖轨道倾角且在顺行轨道上显著更大。
2024-01-17 gr-qc
Toward relativistic inspirals into black holes surrounded by matter
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University in Prague（查理大学数学物理学院理论物理研究所）
本文提出一个完全相对论性的框架，用于研究围绕物质的黑洞中极端质量比螺旋进近的动力学，通过引入薄物质壳和修改的Teukolsky方程，考虑接缝物理和模式混合，为未来引力波探测提供理论基础。
2025-12-18 gr-qc
Adiabatic equatorial inspirals of a spinning body into a Kerr black hole
未来天基引力波探测器对极质量比引力波的探测需要足够精确的波形模板。由于较小次级体的自旋对于EMRI的探测和参数估计是不可忽略的，我们研究了它对带有自旋次级体的EMRI的引力波相位的影响。我们专注于一般偏心赤道轨道周围的克尔黑洞。为了模拟旋转的次级物体，我们使用Mathisson-Papapetrou-Dixon方程的极-偶极近似。此外，我们在自旋的轨道变量和引力波通量从各自的轨道线性化。我们得到这些通量通过使用Teukolsky形式主义在频域中。导出了自旋诱导修正对内旋绝热演化的演化方程。最后，通过对它们的数值积分，我们得到了自旋体和非自旋体的内旋引力波相移。
2022-01-18 gr-qc
Spherical inspirals of spinning bodies into Kerr black holes
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学物理学院理论物理研究所）；Université Libre de Bruxelles, BLU-ULB Brussels Laboratory of the Universe, International Solvay Institutes（布鲁塞尔自由大学，BLU-ULB宇宙布鲁塞尔实验室，国际索尔维研究所）；School of Mathematics and Statistics, University College Dublin（都柏林大学学院数学与统计学院）
本文研究了 Kerr 黑洞中自转次体的球形进动，通过建模引力波辐射通量并评估自转对信号的影响，发现忽略自转会导致LISA可检测的不匹配。
2025-12-15 gr-qc
MCMC Exploration of Supermassive Black Hole Binary Inspirals
激光干涉仪空间天线将能够探测到宇宙中任何地方的超大质量黑洞双星（SMBHB）的螺旋和合并。标准匹配滤波技术可用于检测和表征这些系统。马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法非常适合这个和其他LISA数据分析问题，因为它们能够有效地处理大尺寸的模型。在这里，我们比较后验参数分布由MCMC算法与Fisher信息矩阵预测的分布。我们发现很好的协议的外部参数，而Fisher矩阵略高估的内部参数的错误。
2006-08-09 gr-qc
Small mass plunging into a Kerr black hole: Anatomy of the inspiral-merger-ringdown waveforms
我们在时域数值求解Teukolsky方程，得到了小质量粒子在Kerr黑洞赤道面上的引力波辐射。我们占轨道能量的耗散使用Teukolsky频域引力波通量圆形，赤道轨道，到光环。我们考虑Kerr自旋$-0.99 \leq q \leq 0.99$，并计算了（2，2），（2，1），（3，3），（3，2），（4，4）和（5，5）模式。我们研究大自旋制度，并发现一个非常简单的合并波形，由于暴跌轨道的极端圆形字符。我们还定量地研究了在衰荡过程中准正规模的混合，这会导致波形中复杂的振幅和频率调制。最后，我们解释了小质量比黑洞双星的研究如何有助于扩展有效的单体模型的可比质量，旋转黑洞双星的任何质量比和自旋幅度。
2014-04-07 gr-qc
Eccentric self-forced inspirals into a rotating black hole
我们发展的第一个模型的极端质量比inspirals（EMRIs）到一个旋转的大质量黑洞驱动的引力自力。我们的模型是基于偏心，赤道（即，Kerr时空中的自旋对齐运动。强迫项由辐射规范中一阶引力自作用力的有效谱插值提供。我们应用一个近恒等（平均）变换，以消除所有的依赖性的轨道相位的运动方程，同时保持所有的长期影响的一阶引力自作用力在后绝热顺序。这意味着，该模型可以演变，而不必解决所有$\mathcal{O}(10^5)$轨道周期的EMRI，产生一个螺旋模型，可以在不到一秒的任何质量比进行评估。在一个非旋转的中心黑洞的情况下，我们比较的吸气演变使用的自作用力数据计算的洛伦兹和辐射计。我们发现，这两种压力计通常会产生不同的吸气，其偏差与保守的内力修正相当。这强调了需要包括（目前未知的）耗散二阶自作用力，以获得规范独立，后绝热波形。
2022-08-03 gr-qc
LISA observations of supermassive black holes: parameter estimation using full post-Newtonian inspiral waveforms
利用完整的后牛顿引力波形研究了超大质量黑洞双星系统在螺旋上升末期的参数估计。我们限制我们的分析，在质量范围$10^8\Ms-10^5\Ms$的旋转可以忽略不计的圆形轨道系统，并比较结果与常用的限制后牛顿近似。这项工作的结论是特别重要的天体物理方面达到未来的激光干涉仪测量。我们的分析清楚地表明，建模的inspiral与完整的后牛顿波形，不仅扩大了范围，以更高的质量系统，但也提高了一般的参数估计。特别地，对于具有高于$5\times10^6\Ms$的总质量的系统，在角分辨率和距离测量方面有显著的改进，以及在质量确定方面有很大的改进。
2007-11-20 gr-qc
BHPWAVE: An adiabatic gravitational waveform model for compact objects undergoing quasi-circular inspirals into rotating massive black holes
本研究推出开源Python工具bhpwave，基于黑洞微扰理论绝热近似快速构建极端质量比旋进系统引力波形，并验证了相位误差约10弧度时不会显著影响LISA的参数估计。
2024-03-07 gr-qc
Transition from inspiral to plunge in precessing binaries of spinning black holes
我们研究了自旋黑洞双星的非绝热动力学，通过使用一个完整的辐射-反作用力的分析哈密顿量，包含自旋耦合，这符合已知的准圆轨道上的能量和角动量损失率。我们考虑一个简单的后牛顿扩展的哈密顿量（包括自旋依赖项），和一个版本的有效的单体方法定义的图解后牛顿哈密顿量。我们重点讨论了自旋项对动力学和波形的影响。我们计算了在最后的螺旋和暴跌阶段释放的能量和角动量。对于等质量的双星，当使用更可靠的有效单体动力学时，发现在40 Hz和超过我们的分析处理变得不可靠的频率之间释放的能量为：反对齐的最大自旋黑洞为0.6% M，对齐的最大自旋黑洞为5% M，非自旋配置为1.8% M。为了证实以前的结果，我们发现，对于所考虑的所有双星，无量纲旋转参数J/E^2在螺旋的末端总是小于1，因此克尔黑洞可以在螺旋阶段之后立即形成。通过匹配准正常模式衰荡的最后一个可靠的阶段的暴跌，我们构建完整的波形近似描述的引力波信号发射的整个过程中的旋进双星的旋转黑洞。
2005-08-16 gr-qc
Constraining black-hole horizon effects by LIGO-Virgo detections of inspiralling binary black holes
广义相对论预言，由于能量动量流流过黑洞视界，螺旋运动的黑洞质量和自旋会增长。这个视界通量的首阶项对二元黑洞的螺旋运动引入了2.5和3.5的后牛顿修正。这些修正可以通过引力波探测器测量。由于对广义相对论的适当改进仍然是一个谜，所以有可能真正的修正引力理论对测试质量的测地线引入了可以忽略的直接修正，而近视界修正是可以观察到的。我们引入一个参数化来描述任意质量和自旋增长的吸气黑洞。通过比较引力波信号和具有参数化视界通量校正的波形模型，可以限制对广义相对论的偏离。我们模拟了一组引力波信号的天体物理分布与地平线通量的修改。然后，我们进行贝叶斯分析，以获得预期的约束条件，从模拟响应的高级LIGO-Virgo探测器网络的模拟信号。我们表明，可以通过堆叠多个检测来改善约束。修正视界通量的约束条件可以用来检验一类特殊的修正引力理论，这些理论预测在黑洞视界附近的主要修正优于对广义相对论的其他类型的修正。为了在90%的置信水平下支持霍金面积定理，需要超过10000个LIGO-Virgo探测。在LIGO和未来的地面引力波探测器--爱因斯坦望远镜的寿命期内，如果修正的引力理论之一是正确的，并且该理论预测了一个强的修正，那么修正的引力理论的近视界修正是可能被探测到的。
2018-09-21 gr-qc
Testing general relativity using gravitational wave signals from the inspiral, merger and ringdown of binary black holes
高级LIGO最近对合并双黑洞的引力波（GW）的观测开辟了一个独特的实验室，以在高度相对论性的制度中测试广义相对论（GR）。用来确定第一个LIGO事件与GR预测的二元黑洞合并的一致性的测试之一是inspiral-merge-ringdown一致性测试。这涉及到从观测信号的内旋（低频）部分推断残余黑洞的质量和自旋，并检查推断参数与从信号的后内旋（高频）部分估计的参数的一致性。基于观测到的双黑洞合并率，我们预计先进的GW天文台在其设计灵敏度下运行时，每年将观测到数百个双黑洞合并，其中大多数具有适度的信噪比（SNR）。预期这样的观察，本文展示了如何从大量的事件与适度的信噪比的约束可以结合起来，产生强大的约束，从GR的偏差。使用组装修改GR波形，我们演示了如何测试可以识别某些类型的偏离GR，如果这种偏差存在于信号波形。我们还研究了该测试对各种不同分析参数的合理变化的稳健性。
2018-04-13 gr-qc
Hybrid model for inspiral-merger-ringdown gravitational waveforms from comparable-mass, nonspinning binary black holes
University of Virginia（弗吉尼亚大学）
针对可比质量无自旋双黑洞引力波旋近-并合-铃宕建模问题，提出改进混合近似方法，通过有效单体方法、修正势及优化边界数据，匹配NR波形的相对误差达10⁻³量级，解决了此前旋近晚期误差与铃宕频率不一致问题。
2025-11-12 gr-qc
Gravitational wave templates from Extreme Mass Ratio Inspirals
当一个致密的恒星天体由于引力辐射反应而螺旋进入一个超大质量黑洞时，会发生一个极端的质量比螺旋。该系统的引力波（GW）可以用Teukolsky方程（TE）计算。在我们的例子中，我们通过在时域和频域中数值求解TE来计算自旋体绕Kerr黑洞的渐近GW通量。我们的最终目标是为LISA等天基探测器制作GW模板。
2021-01-12 gr-qc
Detector Dependence of Inspiral Christodoulou Gravitational Wave Memory in Binary Black Hole Systems
Government College, Kattappana（卡塔帕纳政府学院）
本研究提出模块化数值框架GWMemoryLab，探究双黑洞并合阶段Christodoulou引力波记忆的探测器依赖性，发现最优总质量与探测器低频截止频率近似反比关系，为该记忆的可探测性提供了见解。
2026-08-11 gr-qc
Tidal interaction in binary black hole inspiral
在旋转的粘性流体恒星中，潮汐力矩导致自旋和轨道角动量的交换。黑洞的视界具有比恒星流体大的有效粘性，有效潮汐力矩可能对两个快速旋转的黑洞内旋端点处的强场相互作用产生重要影响.在最有趣的情况下，两个黑洞都在最大限度地旋转，所有的角动量（轨道和自旋）都对齐。指出在这种情况下，角动量的转移可能对内旋端点处的引力波“啁啾”有重要的修正作用。(ii)自旋能量到轨道能量的潮汐转移可以增加被辐射的能量的量。(iii)在这样的系统中的潮汐转移可以提供用于释放多余的角动量的机制。我们认为，数值相对论，确定潮汐扭矩的重要性的唯一工具，应该更具体地集中在对齐，大，角动量的二进制配置。
2001-07-09 gr-qc
Dancing above the abyss: Environmental effects and dark matter signatures in inspirals into massive black holes
本论文系统研究大质量黑洞旋近系统中暗物质尖峰、恒星分布和吸积盘等环境效应，量化其对波形的影响并估计旋近速率，表明暗物质效应虽为次要但仍可被空间引力波观测站识别。
2024-04-03 gr-qc
Accuracy of the Post-Newtonian Approximation for Extreme-Mass Ratio Inspirals from Black-hole Perturbation Approach
利用解析已知的最高后牛顿阶引力能流和精确的黑洞微扰方法数值结果，重新讨论了后牛顿近似的精确性及其对Kerr时空中点粒子准圆轨道的有效区域.结果发现，区域的有效性变得更大的PN阶的结果，虽然有几个局部最大值的区域的有效性相对较低的PN阶的结果。这可能意味着更高的PN阶计算也鼓励可比质量的双星。
2016-05-25 gr-qc
Numerical-relativity simulations of the quasi-circular inspiral and merger of non-spinning, charged black holes: methods and comparison with approximate approaches
我们提出了完全广义相对论模拟的准圆形inspiral和合并的收费，非自旋，二元黑洞与电荷质量比$λ\le 0.3$。我们讨论的关键功能，使这些二进制文件的长期和稳定的演变。我们还提出了一种计算电磁波携带的角动量的形式，以及电磁波对黑洞视界性质的贡献。我们实现我们的形式主义，并提出了第一次在数值相对论模拟的结果。此外，我们比较我们的完整的非线性解决方案与现有的近似模型的螺旋和振铃阶段。我们表明，牛顿模型的基础上的四极近似有20%-100%的误差在关键规范不变的数量。另一方面，对于所考虑的系统，我们发现，基于Kerr-Newman时空中测试粒子运动的残余黑洞自旋的估计与我们的非线性计算在百分之几以内一致。最后，我们讨论了未来的引力波探测器检测黑洞电荷的前景，无论是使用的inspiral-merge-ringdown信号或单独的ringdown信号。
2022-08-11 astro-ph.HE gr-qc
Detecting vector charge with extreme mass ratio inspirals onto Kerr black holes
本文利用Teukolsky和广义Sasaki-Nakamura形式论计算带电粒子旋入Kerr黑洞的微扰能量通量，通过Fisher矩阵估计天基引力波探测器对矢量电荷的探测能力，发现可探测小至0.0049的电荷，且黑洞正自旋能显著降低探测误差。
2023-06-28 gr-qc
Comparing second-order gravitational self-force and effective one body waveforms from inspiralling, quasi-circular and nonspinning black hole binaries II: the large-mass-ratio case
我们比较最近计算的波形从二阶引力自作用力（GSF）理论产生的一个新的，GSF知情，有效的一个机构（EOB）的波形模型（自旋对齐，偏心）inspiralling黑洞二进制大质量比。我们专注于准圆形，非自旋，配置和执行详细的GSF/EOB波形相位比较，无论是在时域或通过规范不变的无量纲函数$Q_ω\equiv ω^2/\dotω$，其中$ω$是引力波频率。在EOB辐射反应中包含高PN测试质量项（特别是高达22 PN）对于在质量比高达500的螺旋末端之前实现低于1弧度的EOB/GSF定相一致性至关重要。对于更大的质量比，直到$5\times 10^4$，水平吸收的贡献变得越来越重要，需要精确地建模。我们的研究结果表明，我们的GSF通知EOB波形模型是一个有前途的工具，以描述波形产生的中间或极端质量比inspirals为未来的引力波探测器
2022-11-02 gr-qc
Testing Scalar-Tensor Gravity with Gravitational-Wave Observations of Inspiralling Compact Binaries
利用激光干涉仪探测器观测来自螺旋形致密双星的引力波，可以提供对源参数的精确测量。它们也可以限制其他引力理论。我们分析inspiralling紧凑%双星的标量张量理论的约旦，Fierz，Brans和Dicke的背景下，集中在影响上的inspiralling的能量损失偶极引力辐射，其来源是引力自结合能的inspiralling机构。利用匹配滤波器分析，我们得到了Brans-Dicke理论耦合常数$ω_{\rm BD}$的一个界。对于一个中子星/黑洞双星，我们发现，该边界可能超过目前的太阳系实验的$ω_{\rm BD}>500$的边界，足够低的质量系统。对于$0.7 M_\odot$中子星和$3 M_\odot$黑洞，我们发现一个束缚的$ω_{\rm BD} \approx 2000$是可以实现的。这个界限随着黑洞质量的增加而减小。对于由两颗中子星组成的双星，除非两颗恒星的质量相差超过$0.5 M_\odot$，否则边界小于500。对于两个黑洞，螺旋双星的行为在观测上与它在广义相对论中的行为是不可区分的。这些界限假设合理的中子星状态方程和探测器的信噪比为10。
1994-06-15 gr-qc
Equatorial extreme-mass-ratio inspirals in Kerr black holes with scalar hair spacetimes
在这项工作中，我们分析了一些明智地选择的解决方案的克尔黑洞与标量头发（KBHsSH）的特殊利益的引力波（GW）事件起源于极端质量比Inspirals（EMRI）。由于能量密度的偏心分布，这些时空以这样一种方式弯曲，即不是所有的度规函数都像克尔黑洞（KBH）的外部区域那样在赤道平面上单调地表现。这对轨道参数有很大的影响，而轨道参数又影响到绝热演化过程中EMRI信号的印记。通过研究圆形轨道参数，我们揭示了与KBH相比新的且不同的信号中可能存在哪些定性特征，并且我们通过使用通常的四极公式近似来发展一些灵感。我们表明，发射信号的频率表现出非单调性，即它们可以向后啁啾，并且对于某些特定情况下，它们可以变得任意小，低于LISA的灵敏度范围。最后，我们提出了两组波形产生的非圆形EMRI中的紧凑型对象（CO）遵循一种类型的测地线运动通常存在于时空中的静态环（SR），在该紧凑型对象是周期性的时刻在休息。
2022-01-21 gr-qc
Gravitational waves from black hole binary inspiral and merger: The span of third post-Newtonian effective-one-body templates
通过在第三个后牛顿（3PN）有效单体（EOB）模板中引入7个新的影响两体动力学和引力辐射的“柔性”参数，扩展了对双黑洞在涡卷和合并的最后阶段发射的引力波的描述.这些灵活性参数的合理范围，特别是参数表征的第四后牛顿效应的动态，估计。使用这些估计，我们表明，目前可用的标准3PN银行的EOB模板不“跨度”的空间开放的所有的灵活性参数的信号，在其最大化的相互重叠大于96.5%。这证实了3PN EOB模板的有效性的检测的双黑洞的引力波数据从干涉探测器。建议使用一些“通用”定相函数来大幅减少EOB模板的数量。
2003-06-04 gr-qc
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。
2017-02-07 gr-qc
Parameter estimation using a complete signal and inspiral templates for low mass binary black holes with Advanced LIGO sensitivity
研究了螺旋模板在LIGO高灵敏度引力波数据分析中的有效性，研究了总质量为$M \leq 30 Msun$的低质量双星黑洞。我们主要关注非自旋系统。作为我们的完整的吸气合并振铃波形模型（$IMR$），我们假设的现象学模型，“现象A”，并定义我们的吸气模板模型（$Imerg$）考虑从$IMR$的吸气部分合并频率（fmerg）。我们首先使用$IMR$信号和$IMR$模板计算{ \it true}统计不确定性。接下来，使用$IMR$信号和$Imerg$模板，我们计算拟合因子和系统偏差，并将偏差与{ \it true}统计不确定性进行比较。我们发现，$Imerg$模板库的有效标准分别为$Mcrit \sim 24 Msun$用于检测（如果$M>Mcrit$，则拟合因子小于$0.97$）和$Mcrit \sim 26 Msun$用于参数估计（如果$M>Mcrit$，则系统偏差大于信噪比为$20$的{ \it true}统计不确定性）。为了研究内旋波形对截止频率的依赖性，我们定义了另一个内旋模型$Iisco$，它终止于最内稳定圆轨道频率（$fisco<fmerg$）。我们发现，$Iisco$模板库的有效性标准分别为$Mcrit \sim 15 Msun$和$\sim 17 Msun$检测和参数估计。我们调查的统计不确定性的螺旋模板模型考虑各种信号噪声比，并比较那些{ \it真}的统计不确定性。我…
2015-10-12 gr-qc
On Toroidal Horizons in Binary Black Hole Inspirals
我们研究的结构的事件视界的数值模拟的两个黑洞，开始在一个准圆轨道，螺旋，并最终合并。我们发现合并事件视界的空间横截面具有球形拓扑结构（到我们的分辨率的极限），尽管期望在不存在对称性的情况下一般的二元黑洞合并应该导致一个事件视界，该事件视界短暂地具有环形截面。利用我们的数值模拟中获得的见解，我们调查如何选择时间切片的影响的空间横截面的事件视界和轨迹的点在发电机的事件视界交叉。为了确保我们的结论的鲁棒性，我们的结果在多个数值分辨率检查。这些分辨率的3D可视化数据可供公众在线访问。我们发现，在我们的模拟中的视界发生器的结构是一致的预期，在我们的模拟中缺乏环形视界是由于我们选择的时间切片。
2011-10-07 gr-qc
Lessons from binary dynamics of inspiralling equal-mass boson-star mergers
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Caltech（加州理工学院）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文研究所）；Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；Ecole normale supérieure（巴黎高等师范学院）；Université PSL（巴黎文理研究大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
研究等质量玻色星双星的引力波现象，通过数值相对论模拟比较双星波形差异，发现玻色星在晚期 inspiral 和 merger 阶段与黑洞系统有显著差异，且某些情况下激发了子主导的奇次多极辐射。
2026-04-28 gr-qc
Gravitational waves from regular black holes in extreme mass-ratio inspirals
Indian Institute of Technology, Gandhinagar（印度理工学院甘地纳加尔分校）；Nanchang University（南昌大学）；South China University of Technology（华南理工大学）
本文研究旋转规则黑洞背景下 EMRIs 的偏心赤道轨道，解析计算辐射反作用导致的演化，并利用 LISA 波形相位偏移、失配和 FIM 约束小至 10^-6 的非 Kerr 参数。
2025-09-30 gr-qc
The constraint on modified black holes with extreme mass ratio inspirals
本研究基于弦论修正黑洞模型，分析极端质量比旋入系统（EMRIs）的引力波通量与轨道演化，利用Fisher矩阵评估空间探测器对广义相对论偏离的探测能力，得出修改黑洞参数约束$Δα\preceq 10^{-5}$。
2024-08-28 gr-qc
Extreme mass-ratio inspiral within an ultralight scalar cloud I. Scalar radiation
本文研究超轻标量云中EMRI的动力学，量化了标量辐射通量及其反作用引起的可观测引力波相位偏移，为EMRI环境效应提供了精确可解范例。
2025-07-07 gr-qc
Post-Newtonian templates for binary black-hole inspirals: the effect of the horizon fluxes and the secular change in the black-hole masses and spins
本文提出包含视界通量及质量自旋长期变化修正的3.5PN双黑洞旋进模板，发现视界通量对LIGO和LISA观测系统的模板失配影响显著，而质量自旋长期变化的影响可忽略。
2023-05-18 gr-qc
