Chirp Mass and Spin of Binary Black Holes from First Star Remnants
我们进行了人口III（流行III）的二元进化，使用人口合成模拟七个不同的模型。我们发现Pop III双星更倾向于啁啾质量为$M_{\rm chirp} \sim 30~M_{\odot}$的双星黑洞，并且由于它们的合并时间较长，目前它们可以合并。Pop III BBH在$z=0$的合并率密度范围为3.34- 21.2 $\rm /yr/Gpc^3$，这与aLIGO/aVIRGO的结果9.7- 101 $\rm /yr/Gpc^3$一致。这些Pop III双星可能有助于aLIGO/aVIRGO探测到的大质量BBH引力波（GW）源的一部分。我们还计算了Pop III BBH合并的红移依赖性。我们发现Pop III低自旋BBH倾向于在低红移处合并，而Pop III高自旋BBH倾向于在高红移处合并，这可以被未来的GW探测器如ET，CE和DECIGO所证实。这些探测器还可以检验BBH合并速率和自旋分布的红移依赖性。结果表明，除一个模型外，$z=0$的平均有效自旋$\left\langle χ_{\rm eff} \right\rangle$在$0.02$ -- $0.3$范围内，而在$z=10$则在$0.16$ -- $0.64$范围内.因此，利用GWs探测大质量恒星质量的BBH将是研究早期宇宙恒星演化的关键。
2020-08-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Multi-Messenger Matrix: the Future of Neutron Star Merger Constraints on the Nuclear Equation of State
中子星（BNS）合并的电磁（EM）信号敏感地依赖于双星的总质量$M_{\rm tot}$，相对于中子星（NS）状态方程（EOS）设定的各种阈值质量，通过NS最大质量$M_{\rm TOV}$和特征半径$R_{1.6}$参数化。通过引力波（GW）发射探测到的BNS合并的EM观测结果具有足够的质量来确定合并残余物的身份，因此可以限制$M_{\rm TOV}$和$R_{1.6}$的值，因为$M_{\rm tot}$和测量良好的啁啾质量之间存在紧密联系。我们阐明了现在和未来的景观EOS约束BNS合并，介绍了“多信使矩阵”，GW和EM可测量定义的事件啁啾群众的范围，提供了最大的杠杆约束EOS之间的映射。通过模拟人口的BNS合并从银河系双NS质量分布，我们表明，$\sim 10$联合检测可以限制$M_{\rm TOV}$和$R_{1.6}$百分之几的水平，系统的不确定性可能变得显着。目前的EOS约束意味着大多数合并将产生超大质量或超大质量的残余物，少数（可能为零）将经历非线性坍缩，而最多只有百分之几的事件将形成无限稳定的NS。为了支持设想的计划，我们主张LIGO/Virgo尽早向科学界发布啁啾质量估计，使观测资源能够以最有效的方式分配，以最大限度地提高多信使发现的科学收益。
2019-06-19 astro-ph.HE
Tidal Deformabilities and Neutron Star Mergers
中子星合并中的有限尺寸效应在先导级通过恒星的潮汐变形率（Lambda）表现出来。如果中子星内部不存在强的一级相变，那么两颗中子星都可以用相同的状态方程描述，即使状态方程未知，它们的λ也会通过质量高度相关。然而，如果两颗恒星的中心密度之间存在强烈的相变，那么质量较大的恒星会发生相变，而质量较小的恒星则不会，这种相关性就会减弱。在所有情况下，每个中子星质量的最小λ由因果关系决定，而一个不太保守的极限由幺正气体约束决定，这两个都是我们计算的。为了最好地利用来自合并的引力波数据，重要的是要包括与拉姆达和质量以及作为质量函数的拉姆达下限相关的关系。在没有强相变的情况下，对于啁啾质量M_chirp<1.4M_sun的合并，我们证明了无量纲λ满足λ 1/λ 2 = q^6，其中q=M_2/M_1是双星的质量比，$M$分别是每颗恒星的质量.此外，它们的边界为q^{n_-}>Lambda_1/Lambda_2> q^{ n_{0+} + qn_{1+} }，其中n_-< n_{0+} + qn_{1+};参数仅取决于M_chirp，M_chirp由引力波信号精确确定。我们还提供了较宽的界限，存在于一个强的相变的情况下的解析表达式。我们认为，有界范围的Lambda_1/Lambda_2，调整到M_chirp，以及下限Lambda（M），将更有用的重力波形建模比其他建议的方法。
2018-10-23 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Estimates of the early EM emission from compact binary mergers
本研究估计了致密双星并合中千新星、短γ射线暴和茧的早期电磁辐射的光度与时间尺度，发现电磁观测可区分1.5-1.7M⊙啁啾质量范围内的并合类型，并应用于分析亚阈值GRB GBM-190816。
2021-02-09 astro-ph.HE
The Emergence of Structure in the Binary Black Hole Mass Distribution
我们利用LIGO和Virgo观测到的双黑洞合并事件的引力波信号来重建合并黑洞的质量和自旋分布。我们使用混合模型框架VAMANA（Tiwari 2020），使用GWTC-2中前两次观测运行和第三次运行（O 1，O2和O3 a）的前半部分的观测结果重建了种群。我们的分析确定了观察到的人口的啁啾质量分布的结构。具体来说，我们确定在啁啾质量分布在8，14，26，和45 M和一个互补的结构中的组件质量分布与过量的黑洞在质量为9，16，30和57 M的峰值。有趣的是，对于这两种分布，随后的峰的位置被分开约2倍，并且缺乏啁啾质量为10-12 M的合并。多个峰的出现是一个分层合并场景的一个特征，由于黑洞质谱中的间隙，在第一个峰处发生堆积，然后是低质量黑洞的合并，以分层产生更高质量的黑洞。然而，跨代合并峰值和高自旋观测也被预测会发生在我们目前没有观测到的情况下。由于观测数量较少，所呈现的结果在测量精度上是有限的，但如果被未来的引力波观测所证实，这些特征将具有深远的影响。
2021-05-26 astro-ph.HE
Tidal deformability from GW170817 as a direct probe of the neutron star radius
来自两颗中子星合并的引力波最近首次被LIGO-Virgo合作探测到，编号为GW 170817。这一发现为两颗中子星的有效潮汐变形能力设定了上限，并严格限制了系统的啁啾质量。我们在这里报告了当啁啾质量指定时，双星有效潮汐变形性中出现的新简化。我们发现，在这种情况下，有效的潮汐变形的二是令人惊讶的独立的组件质量的单个中子星，而不是主要取决于啁啾质量的比值的中子星半径。因此，测量有效潮汐变形能力可以用来直接测量中子星半径。我们发现，从GW 170817的有效潮汐变形的上限意味着半径不能大于~ 13公里，在90%的水平，独立于假设的质量的组成星。这一结果可普遍应用于探测任何具有啁啾质量的中子星-中子星合并中的恒星半径。对于中子星-黑洞合并，近似的质量无关性消失。最后，我们讨论了一个贝叶斯推断的状态方程，使用测得的啁啾质量和潮汐变形从GW 170817结合核和天体物理先验，并讨论可能的统计偏差在这种推断。
2018-03-20 astro-ph.HE
Population of Binary Black Holes Inferred from One Hundred and Fifty Gravitational Wave Signals
Institute of Gravitational Wave Astronomy, School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学学院引力波天文研究所）
利用混合模型框架Vamana，基于150多个双黑洞引力波信号，研究其种群特性，给出质量和自旋分布等，发现主质量、啁啾质量有峰值及质量相关性，用分层合并场景解释，揭示双黑洞形成相关天体物理过程。
2026-07-14 astro-ph.HE
Empirical relations for gravitational-wave asteroseismology of binary neutron star mergers
我们构建了新的，多元的经验关系测量中子星半径和潮汐变形的主导引力波频率在合并后阶段的二进制中子星合并。这些关系确定了特定中子星质量的中子星半径和潮汐形变率，并具有一致的精度，并且仅依赖于两个观测值：合并后的峰值频率$f_{\rm peak}$和啁啾质量$M_{\rm chirp}$。前者可以用下一代探测器从合并后阶段发射的引力波中以很好的精度测量，而后者已经用现代探测器从螺旋阶段以很好的精度获得。我们的主要数据集由CFC/SPH模拟得到的引力波目录组成。我们还提取了$f_{\rm peak}$频率从公开的CoRe数据集，通过基于网格的GRHD模拟获得，并找到两个数据集的提取频率之间的良好协议。因此，我们可以为组合数据集构建经验关系。此外，我们调查的经验关系的两个二级峰，$f_{2-0}$和$f_{\rm spiral}$，并表明，这些关系是不同的，在整个参数空间中，与以前介绍的光谱分类计划。最后，我们表明，光谱分类方案可以使用机器学习技术。
2019-10-24 astro-ph.HE gr-qc
How can LISA probe a population of GW190425-like binary neutron stars in the Milky Way?
GW 190425是一颗被LIGO/Virgo科学合作组织（LVC）探测到的假定的双星合并中子星（BNS），总质量为$3.4^{+0.3}_{-0.1}$ M $_{\odot}$，其性质仍然是一个谜。有了这么大的总质量，GW 190425与银河系BNS的总质量分布$2.66\pm 0.12$ M $_{\odot}$相差5个标准差。LVC认为，这个系统可能是一个BNS，它是由一个快速合并的通道形成的，由于选择效应，它在无线电波长上无法检测到。轨道周期小于几个小时的BNS-LIGO/Virgo合并的前身-是未来激光干涉仪空间天线（LISA）的主要目标候选者。如果银河系中存在类似GW 190425的双星，LISA将在我们银河系的体积内检测到它们，并将测量它们的啁啾质量，对于那些引力波频率大于2 mHz的双星，其啁啾质量优于10%。这项工作探索了我们如何用LISA探测银河系GW 190425-like BNS的种群，并调查它们的起源。我们假设，银河系的BNS人口由两个不同的子群体：一个分数$w_1$，遵循所观察到的银河系BNS啁啾质量分布和$w_2$，类似于啁啾质量的GW 190425。我们发现，LISA的精度恢复GW 190425类二进制文件的分数取决于BNS合并率。对于文献中报告的合并率，$21 - 212\,$ Myr $^{-1}$，回收分数的误差在$\sim 30 - 5$ …
2021-02-15 astro-ph.HE
Gravitational waves from Population III binary black holes are consistent with LIGO/Virgo O3a data for the chirp mass larger than $\sim 20M_{\odot}$
LIGO/Virgo O3 a观测到的双黑洞合并的概率数分布函数具有双峰，分别是啁啾质量$M_c$、总质量$M_t$、主黑洞质量$M_1$和次黑洞质量$M_2$的函数.较大的啁啾质量峰位于$M_c \cong 30 M_{\odot}$。$M_2$与$M_1$的分布遵循$M_2\cong 0.7M_1$的关系。对于$f(M) \propto M^{-α}$形式的星族III星初始质量函数，用$0\leq α\leq 1.5$进行的星族合成数值模拟与$M_c \gtrsim 20M_{\odot}$的O3 a数据一致.模拟数据的$M_2$与$M_1$的分布也与O3 a数据的$M_2\cong 0.7M_1$关系一致。
2021-09-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The electromagnetic chirp of a compact binary black hole: a phase template for the gravitational wave inspiral
当质量在10^4 ~ 10^7兆太阳之间的双黑洞（BBH）发出的引力波（GW）的轨道频率超过10^-4 ~ 10^-5 Hz时，激光干涉仪空间天线（LISA）就可以探测到。这一阶段的双星分离度约为a=100 R_g（引力半径），轨道速度为v/c=0.1量级。我们认为，在这个阶段，二进制将产生明亮的电磁（EM）辐射通过气体绑定到个人BH。两个黑洞在X射线和可能的光学波段都有自己的光球。相对论多普勒调制和透镜效应将不可避免地在EM光变曲线中留下周期性的变化，跟踪轨道运动的相位，并作为GW螺旋波形的模板。LISA在合并前几周到几个月对源进行的高级定位将使宽场X射线或光学仪器能够测量这种EM啁啾。对GW和EM啁啾信号的相位进行比较将有助于打破系统参数之间的简并性，并探测光子和引力子传播速度的分数差Δ v，其低至Δ v/c = O（10^-17）。
2017-05-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Implications of binary black hole detections on the merger rates of double neutron stars and neutron star-black holes
我们证明了利用先进LIGO（aLIGO）探测到的双星黑洞（BBH）的合并速率和啁啾质量可以用来限制宇宙中双中子星（DNS）和中子星-黑洞（NSBH）的合并速率.我们通过考虑一组公开可用的\citet{Dominik:2012kk}群体合成模型明确地证明了这一点，并表明如果aLIGO观察到的所有BBH合并，GW 150914，LVT 151012，GW 151226和GW 170104都来自孤立的二元进化，预测的DNS合并率可以被约束为$2.3-471.0$ ~ \rate ~，而NSBH合并率将被约束为$0.2-48.5$ ~ \rate。DNS合并率没有太大的限制，但NSBH费率与以前的费率相比收紧了$\sim 4$的系数。注意，这些受约束的DNS和NSBH速率是非常依赖于模型的，并且使用\citet{Dominik:2012kk}的相同模型分别与无约束值$2.3-472.5$ \rate ~和$0.2-218$ \rate进行比较。这些速率估计可能对短伽马射线暴祖先模型有影响，假设它们（仅）由DNS或NSBH合并提供动力。虽然这些结果是基于一组开放访问的人口合成模型，这可能不一定是代表性的，所提出的方法是非常普遍的，可以应用于任何数量的模型，从而产生更现实的约束的DNS和NSBH合并率从推断BBH合并率和啁啾质量。
2017-10-26 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The Detection Rates of Merging Binary Black Holes Originating from Star Clusters and Their Mass Function
先进的LIGO实现了对引力波的首次探测，该引力波来自合并的双黑洞（BBH）。在不久的将来，更多的合并事件将被观察到，它们的质量分布将变得可用。合并事件的质量分布反映了BBH的演化路径：在致密星团中的动力学形成或从原始双星的共同信封演变。本文结合$N$体模拟、球状星团模拟和宇宙恒星-团簇形成历史的结果，对致密星团中动态形成的并合黑洞的探测率进行了估算。我们估计，在红移为0.1的范围内，局域宇宙的合并率密度为13- 57 Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$ .我们发现，在目前的灵敏度极限下，检出率为0.23- 4.6/年，而在2019年达到设计灵敏度时，检出率将提高到5.1- 99/年。局域宇宙中的合并率密度分布与红移啁啾质量的函数关系在低质量端附近有一个峰值，而探测到的合并的啁啾质量函数在高质量端有一个峰值，但几乎是平坦的。这种差异仅仅是因为对于更大质量的BBH，检测范围更大。
2017-09-07 astro-ph.HE
Models of Kilonova/macronova emission from black hole-neutron star mergers
黑洞-中子星合并是地面探测器有希望的引力波源之一，而黑洞-中子星合并产生的引力波有望在未来几年内被探测到。同时探测电磁对应物和引力波探测提供了关于合并事件的丰富信息。在黑洞-中子星合并可能的电磁对应物中，由放射性r过程核衰变提供能量的辐射，所谓的kilonova/macronova，是后续观测的最佳目标之一。基于最近进行的相对论数值模拟，我们推导出了一般黑洞-中子星合并中喷出物的质量和速度的拟合公式。我们结合这些拟合公式与一个新的半解析模型的黑洞-中子星kilonova/macronova光变曲线再现辐射传输模拟的结果。具体地说，半解析模型再现了~1 mag范围内辐射传输模拟得到的各带星等的结果。利用该半解析模型，我们发现在400 Mpc时，kilonova/macronova在小啁啾质量和高黑洞自旋的情况下亮度为22-24 mag，在大啁啾质量和低黑洞自旋的情况下亮度大于28 mag。以GRB 130603 B为例，我们证明了黑洞-中子星的并合是一个快速旋转的黑洞和一个大的中子星半径。
2016-09-02 astro-ph.HE gr-qc
Detection of the Permanent Strain Offset Component of Gravitational-Wave Memory in Black Hole Mergers
提出一种通过直接测量永久时空应变偏移来探测黑洞并合引力波记忆的新方法，应用于LIGO/Virgo的67次观测数据，获得了少数可能的探测结果和上限，但因不确定性较大需谨慎看待。
2024-01-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
New gravitational-wave data support a bimodal black-hole mass distribution
本文通过种群合成研究证明，只有双峰黑洞质量分布能解释引力波事件观测到的啁啾质量峰和间隙结构，支持恒星演化与超新星模型的双峰预言。
2025-08-28 astro-ph.HE gr-qc
GW190426_152155: a merger of neutron star-black hole or low mass binary black holes?
GW190426_152155是最近报道的\citet{2020arXiv201014527A}中39个候选引力波事件之一，它具有不寻常的源帧啁啾质量$\sim 2.4M_{\odot}$，可能是来自中子星-黑洞（NSBH）合并的第一个引力波信号。假设一个天体物理的起源，我们重新分析GW190426_152155使用几个波形具有不同的特点，并考虑两个不同的先验的质量比的二进制（均匀和对数均匀）。我们发现，这一结果受到质量比先验的影响，并且这一候选也可能来自两个低质量黑洞（BH）的合并。在双黑洞（BBH）合并的情况下，有效自旋可能是负的，有效旋进自旋是不可忽略的。对于NSBH并合，假设轻天体的质量遵循当前质量合理的中子星的分布，低质量BH的自旋很小，很难产生明亮的电磁辐射。最后，我们估计GW190426\_152155类系统的合并率为$59^{+137}_{-51}~{\rm Gpc}^{-3}~{\rm yr}^{-1}$。
2020-12-09 astro-ph.HE hep-ph
GW170817A as a Hierarchical Black Hole Merger
尽管通过引力波发现的恒星质量双黑洞合并的数量迅速增加，但这些双星系的起源仍然不知道。在银河系中心，黑洞可以通过动力学过程相互靠近，导致合并。也有可能是在之前的合并中形成的黑洞遇到了新的黑洞，导致了所谓的层级合并。分级事件带有比通常更高的黑洞质量和自旋等特征。在这里，我们表明，最近报道的引力波候选者，GW170817A，可能是这样一个层次合并的结果。特别是它的啁啾质量$\sim40$ M $_\odot$和有效自旋$χ_{\rm eff}\sim0.5$是活动星系核盘内分级合并的典型期望值。我们发现GW170817 A的重建参数强烈支持分层合并起源，而不是由孤立的二元起源产生的（在考虑分层合并与孤立合并的预期比率之间的差异后，比值比为$>10^3$）
2020-02-10 astro-ph.HE
Identifying Compact Chirping SMBHBs in LSST using Bayesian Analysis
本研究提出利用LSST的类星体观测数据，通过全贝叶斯分析识别引力波引发的啁啾信号以证实致密超大质量黑洞双星存在，验证了方法的准确性与高效性，为发现多波段引力波源提供新途径。
2025-06-12 astro-ph.HE
Surrogate forward models for population inference on compact binary mergers
本文提出利用人工神经网络构建双星总体合成模型的快速代理模型，基于致密双星并合观测推断恒星演化参数，并测量描述恒星形成率和金属丰度分布的宇宙学参数。
2023-04-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Archival Multiband Gravitational-Wave Signals from Massive Black Hole Binary Mergers
Vanderbilt University（范德堡大学）；Fisk University（菲斯克大学）；University of Southern California（南加州大学）；Universitá degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；INAF, Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所，布雷拉天文台）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所，米兰比可卡分部）；Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所）；Donostia International Physics Centre (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）；Universitá degli Studi dell’Insubria（因苏布里亚大学）
研究探讨了大质量黑洞双星并合在引力波频率高于脉冲星定时阵列灵敏度带时，留下的低频贡献，并讨论了多波段信号在PTA中的表现及与LISA等空间干涉仪的联合搜索前景。
2026-04-22 astro-ph.HE gr-qc
A Highly Spinning and Aligned Binary Black Hole Merger in the Advanced LIGO First Observing Run
我们在公开的LIGO首次观测运行（O1）数据发布中报告了一个新的二元黑洞合并。在我们开发的新的独立分析管道中，在检测器帧啁啾质量范围$\mathcal{M}^{\rm det} \in [20,40]M_\odot$中，该事件的反向误报率为每六年一次。我们对该事件是天体物理起源的概率的最佳估计是$P_{\rm astro} \sim 0.71\, .$。估计的事件的物理参数表明，它是两个大质量黑洞的合并，$\mathcal{M}^{\rm det} = 31^{+2}_{-3}\,M_\odot$与一个有效的自旋参数，$χ_{\rm eff} = 0.81^{+0.15}_{-0.21}$，使这成为迄今为止报道的最高自旋合并。它也是迄今为止观测到的两个红移最高的合并之一。合并的高自旋支持了合并的双黑洞可以通过双恒星演化产生的假设。
2019-03-19 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Filling the Mass Gap: How Kilonova Observations can Unveil the Nature of the Compact Object Merging with the Neutron Star
在这封信中，我们集中在一个特殊的情况下，合并的紧凑对象的二进制的啁啾质量是兼容的中子星-中子星和黑洞-中子星系统，与黑洞在$\sim 3-5M_\odot$范围内定义为“质量间隙”。一些核心坍缩超新星的模型预测了这种低质量黑洞的形成，最近的观测似乎证实了它们的存在。在这里，我们表明，同伴的中子星的性质可以推断出的kilonova发射的属性，一旦我们知道啁啾质量，这是最好的约束参数推断出的引力信号在低延迟搜索。特别是，我们发现，在黑洞-中子星的情况下，kilonova远比在中子星-中子星的情况下，即使当黑洞是非旋转的发光。千新星的亮度差异主要来自于合并过程中喷射出的质量。事实上，在所考虑的啁啾质量的间隔，在双中子星合并的质量喷射是在其最坏的系统迅速形成一个黑洞。相反，黑洞-中子星情况下的质量喷射处于最佳状态，因为中子星具有低质量/大变形性。来自黑洞-中子星系统的千诺瓦可以相差两到三个量级。其结果仅在很小程度上取决于状态方程。区别在于模型的系统性之上。
2019-12-09 astro-ph.HE
Formation of the First Two Black Hole-Neutron Star Mergers (GW200115 and GW200105) from Isolated Binary Evolution
在这项工作中，我们研究的形成前两个黑洞-中子星（BHNS）合并检测到的引力波（GW 200115和GW 200105）从大质量恒星在广泛的孤立双星系统-孤立的双星演化通道。我们使用Broekgaarden等人（2021 a）的560个BHNS二进制人口合成模型实现，并表明GW 200115和GW 200105的系统特性（啁啾质量，组分质量和质量比）与孤立二进制演化通道的预测相匹配。我们还表明，大多数模型实现可以解释LIGO-Virgo推断的局部BHNS合并率密度。然而，为了同时匹配BHBH和NSNS系统的推断的局部合并率密度，我们发现我们需要在我们的模型探索中具有中等反冲速度（$σ\lesssim 10^2\,\rm{km}\,\rm{s}^{-1}$）或高共同包络效率（$α_{\rm{CE}}\gtrsim 2$）的模型。我们的结论是，前两个观察到的BHNS合并可以解释从孤立的二进制演化通道合理的模型实现。
2021-10-01 astro-ph.HE gr-qc
Progenitors of binary black hole mergers detected by LIGO
简要讨论了在LIGO O1科学运行期间探测到的大质量近距离双星黑洞的可能形成机制，这些黑洞可以在哈勃时间合并产生强大的引力波爆发。这些途径包括从低金属丰度大质量双星演化、球状星团的动力学形成和原始黑洞。讨论了LIGO GW 150914和LTV 151012事件的低有效黑洞自旋。人口合成计算的预期自旋和啁啾质量分布的标准场大规模的二进制形成通道不同的金属丰度（从零金属人口III星太阳金属丰度）。我们的结论是，合并的双黑洞可以包含来自不同的形成渠道，歧视之间的质量和自旋测量正在进行的和未来的引力波观测统计数据的增加，可以作出。
2017-02-26 astro-ph.HE
Misaligned Spinning Binary Black Hole Mergers in Hot Magnetized Plasma
我们提出了广义相对论磁流体动力学模拟的等质量自旋黑洞二进制合并嵌入在磁化气体云。我们着重讨论了自旋相对于轨道角动量的取向对流体动力学、质量吸积率和坡印亭光度的影响。我们发现，在整个螺旋，气体吸积到个别黑洞集中成盘状的超密度，其角动量的方向朝向自旋轴，并持续到合并。我们确定准周期调制发生在质量吸积率的1- 20%的水平，平行于引力波啁啾演变。吸积率时间序列和引力应变之间的相似性是在吸入的黑洞附近强的、动态的引力场和磁场之间相互作用的结果。这一结果表明，在合并前的大质量双星吸积率的准周期性是不排除的环境中，黑洞嵌入在一个circumbinary吸积盘，并可以提供一个额外的有用的签名，电磁辐射同时低频引力波检测。
2022-05-04 astro-ph.HE gr-qc
Observing gravitational-wave transient GW150914 with minimal assumptions
引力波信号GW 150914于2015年9月14日首次通过搜索短持续时间的引力波瞬变来识别。这些搜索识别多个探测器中的时间相关瞬态，对信号形态的假设最小，使它们对包括双星黑洞合并在内的各种源发射的引力波敏感。在2015年9月12日至10月20日的观测期间，这些瞬态搜索对类似于GW 150914的双黑洞合并敏感，平均距离为$\sim 600$ Mpc。在本文中，我们描述的分析，首先检测到GW 150914以及参数估计和波形重建技术，最初确定GW 150914作为合并的两个黑洞。我们发现，重建的波形是一致的信号从一个双黑洞合并与啁啾质量的$\sim 30 \, M_\odot$和合并前的总质量$\sim 70 \, M_\odot$在检测器框架。
2016-08-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Numerical simulations of the jet dynamics and synchrotron radiation of binary neutron star merger event GW170817/GRB170817A
本文对高能流在双中子星（BNS）合并的碎片云中的传播进行了数值模拟。从中央发动机的尺度出发，我们使用动网格流体动力学代码来模拟所产生的相对论喷流的完整动力学演化。我们计算同步辐射直接从模拟和目前的多波段光曲线的早期（子天）通过后期（数周到数年）余辉阶段。我们的工作系统地比较了两种不同的模型的中央发动机，被称为窄和宽发动机的情况下，这是与一个成功的结构射流和准各向同性爆炸分别。这两种发动机模型通过与合并碎片云的流体动力学相互作用自然地演化出角向和径向结构。它们也都导致能够产生观测到的多波段余辉数据的相对论性冲击波。然而，我们发现，窄和宽发动机的情况下可能会区分一个新的排放成分，我们称之为合并闪光。这一部分是将同步辐射模型应用于受冲击的光学薄合并云的结果。如果非热电子的注入在突破的相对论壳层中持续存在，例如通过内部冲击或磁重联，这种建模是合适的。在GW啁啾之后的最初几分钟内，对于未来的BNS合并，快速下降的签名可以是可检测的。此外，它的GRB 170817 A事件的未检测可能不利于宽，准各向同性爆炸模型。
2018-06-11 astro-ph.HE
Exploring properties of high-density matter through remnants of neutron-star mergers
中子星合并的残余物基本上是大质量的、热的、差速旋转的中子星，它们最初是强烈振荡的。它们代表了对高密度物质的独特探测，因为振荡可以通过引力波测量来检测，并且强烈依赖于状态方程。状态方程的影响在残余物的主导振荡模式的频率中是明显的。对于一个固定的总质量的双星，合并后的主要频率和非旋转中子星的半径之间存在着紧密的关系。因此，从观测上推断出合并后的主要频率，就可以确定中子星的半径，精确度可达几百米。通过考虑对称和非对称的二进制相同的啁啾质量，我们表明，知识的二进制质量比是不是关键的这种半径测量。总结了推导非自转中子星最大质量的各种可能性。我们澄清了合并后的引力波谱的三个最突出的特点的性质，并认为合并残留物可以被认为是一个单一的，孤立的，自引力的对象，可以描述的概念，asteroseismology。对形成引力波信号的不同机制的理解产生了引力波发射的物理动机分析模型，这可能构成基于模板的引力波数据分析的基础。我们探讨了两个家庭的紧凑型恒星，包括强子和夸克星的情况下观测的后果。我们发现，这种情况下留下了独特的印记合并后的引力波信号。特别是，一个强大的不连续性的占主导地位的合并后的频率作为总质量的函数将是一个强有力的指示两个家庭的紧凑型恒星。（节略）
2015-12-15 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Prospect of Constraining the EoS of Neutron Stars Using Post-Merger Signals
本研究扩展了分层贝叶斯推断方法，结合多个双中子星并合后引力波事件，利用不同质量的半径代理参数和分段多方EoS模型，实现了对中子星半径约1 km的约束，并分析了经验关系带来的系统性偏差。
2025-05-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Retrieving the True Masses of Gravitational-wave Sources
引力波（GW）编码了关于源质量的重要信息。对于二进制黑洞（BBH），通常用于检索质量的模板是在真空环境的假设下开发的。然而，理论表明，一些BBH在富含气体的环境中形成。在这里，我们研究了流体动力学阻力对啁啾信号的恒星质量的BBH和质量的测量的影响。基于理论论证，我们表明，在气体中的BBH的波形类似于一个更大的BBH居住在真空中。这种效应对LISA源很重要，但对LIGO/Virgo双星可以忽略不计。此外，我们进行了匹配过滤搜索的最佳拟合参数。我们发现，最佳拟合啁啾质量可能会显着大于实际质量，如果气体的影响是不适当的占。我们的研究结果具有重要的意义，未来的联合观测BBHs使用地面和空间探测器。
2019-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Accretion-induced prompt black hole formation in asymmetric neutron star mergers, dynamical ejecta and kilonova signals
利用有限温度状态方程、近似中微子输运和磁流体诱导湍流粘性的亚网格模型，给出了具有啁啾质量$1.188M_\odot$和质量比$q=1.67$和$q=1.8$的中子星合并的新的数值相对论结果. EOS与核和天体物理约束兼容，并包括一个新的微物理模型，该模型是基于Brueckner-Hartree-Fock方法从从头计算得出的。我们报告的第一次证据吸积引起的迅速崩溃，在高质量比合并，其中的潮汐破坏的同伴和吸积到主星决定迅速黑洞形成。作为潮汐破裂的结果，一个富含中子和冷物质的吸积盘形成了重子质量${\sim}0.15M_\odot$，它明显比等质量瞬发坍缩合并中的残留盘重。大规模的动力喷出物的顺序${\sim}0.01M_\odot$也源于潮汐破坏。它们富含中子，从轨道平面以新月状几何形状扩展。因此，从这些合并预测明亮，红色和时间延长kilonova发射。我们的研究结果表明，提示黑洞合并可以电源明亮的电磁对应的高质量比的双星，和二进制的质量比可以在原则上限制从多信使观测。
2020-08-10 astro-ph.HE gr-qc
Fake massive black holes in the milli-Hertz gravitational-wave band
在引力波（GW）天文学中，源参数（如质量）的精确测量依赖于精确的波形模板。目前，模板的开发假设源，如一个二元黑洞（BBH），是居住在真空中。然而，天体物理学模型预测BBH可以在气体环境中形成，例如普通星系、恒星核心和活动星系核的吸积盘。在这里，我们重新审视气体对恒星质量BBH的GW波形的影响，重点放在早期的inspiral阶段时，GW频率是毫赫兹左右。我们发现，对于这些BBHs，气体摩擦可以主导的动态演化，因此重复的啁啾信号。在上述天体物理情景中，相关的流体动力时标$τ_{\rm gas}$可能比GW辐射时标$τ_{\rm gw}$短得多。因此，如果在数据分析中忽略气体效应，则可观察到的啁啾质量比真实啁啾质量高$(1+τ_{\rm gw}/τ_{\rm gas})^{3/5}$倍。这样的误差也会导致源距离的高估，高估因子为$(1+τ_{\rm gw}/τ_{\rm gas})$。通过在毫赫兹波段进行匹配滤波分析，我们证明了气体为主的信号实际上是无法区分的啁啾信号的那些更大规模的BBHs居住在真空环境中。这种在毫赫兹波段的假大质量物体，如果在未来没有得到适当的解释，可能会改变我们对BBH形成、演化和探测的理解。
2020-03-19 astro-ph.HE gr-qc
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
Merger rates of double neutron stars and stellar origin black holes: The Impact of Initial Conditions on Binary Evolution Predictions
初始质量函数（IMF）、双星分数和双星参数（质量比、分离度和偏心率）的分布是模拟恒星星族不可缺少的输入。人们经常声称，这些限制很差，严重影响了进化预测。最近，专门的观测活动为大质量恒星的初始条件提供了新的限制。研究结果包括一个更大的密切的二元分数和更强的偏好非常紧密的系统。我们调查的影响，预测合并率的中子星和黑洞。尽管先前的假设发生了变化，但我们只发现增加了不到2倍（与通常为10-100倍的进化不确定性相比微不足道）。我们进一步表明，在新的初始二进制属性的不确定性并没有显着影响（在一个因素2），我们的预测双紧凑对象合并率。一个例外是货币基金组织的不确定性（上下波动系数为6）。没有显着的变化，最终组件的质量，质量比，啁啾质量和延迟时间的分布被发现。我们的结论是，从实用的目的，对不确定性的预测是强大的初始条件有关的二元参数与IMF除外。这消除了许多不确定的假设中的一个重要层，这些假设影响了引力波探测器aLIGO/aVirgo合并探测率的预测。
2015-10-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Higgs Field-Induced Triboluminescence in Binary Black Hole Mergers
本文提出双黑洞并合中希格斯势不稳定导致气泡碰撞形成微黑洞，其霍金辐射可产生伽马射线与中微子，为多信使观测提供新途径。
2023-06-24 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Flares from merged magnetars: their prospects as a new population of gamma-ray counterparts of binary neutron star mergers
本文提出并合磁星在并合后数天内的毫秒周期自旋阶段会产生0.1-10 MeV耀发，估计Fermi/GBM可能已探测到约0.1-10例，并指出可通过搜索弱短GRB中的毫秒周期调制来识别。
2023-08-11 astro-ph.HE
Exact Mass Conservation in Binary Neutron Star Merger Simulations
Theoretisch-Physikalisches Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学理论物理研究所）；Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙学研究所）；Department of Physics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学物理系）；Department of Astronomy & Astrophysics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学天文学与天体物理学系）；Institute for Advanced Study, Princeton（普林斯顿高等研究院）
针对双中子星并合模拟中真空区域处理导致的重子质量不守恒问题，提出一种通过局部重新缩放大气密度并结合低阶通量校正的算法，实现质量与电子数精确守恒，并验证其在多轨道并合及后并合阶段的有效性。
2026-05-28 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on long-lived remnants of neutron star binary mergers from late-time radio observations of short duration gamma-ray bursts
双中子星（NS）系统的合并在某些情况下可能会产生一个大质量的NS残留物，它是长期存在的，并且可能无限期地稳定到引力坍缩。这种残余物被认为是解释在一些短时间的伽马射线暴（GRB）之后观测到的晚期X射线发射的一种解释，也可能是引力波啁啾的电磁对应物。一个稳定的南北向合并残留物必然具有大于1 e52 erg的大旋转能量，其中大部分最终以温和的相对论速度沉积到周围的环爆介质（CBM）中。我们提出了甚大阵射电观测的7个短伽玛暴，其中一些具有时间延长的X射线发射，在时间尺度上的1-3年后的初始爆发。没有检测到射电源，在1.4 GHz时的典型上限约为0.3 mJy。一个基本模型的同步辐射从爆炸波被用来约束在每个系统中存在一个长寿命的NS合并残余。根据伽玛射线暴的不同，我们的未探测到转化为CBM密度的上限n < 3e-2 - 3e-3粒子/cm ^3，这是与残余假设一致所必需的。我们的上限排除了GRB 050724和060505中的长寿命残留物，但不能排除其他系统中的这种残留物，因为它们基于余辉建模或缺乏这种约束的推断CBM密度较低。在不久的将来，更多的VLA观测可能会对这些系统中合并残余的存在施加更严格的限制。长寿的NS合并残留物的人口也将受到限制，他们（非）检测与即将到来的无线电瞬态调查。
2013-10-16 astro-ph.HE
Gravitational waves from eccentric binary neutron star mergers: Systematic biases and inadequacy of quasicircular templates
本研究针对偏心双中子星并合引力波分析中准圆模板的偏差问题，通过贝叶斯模拟分析发现中等偏心率下已存在显著参数估计偏差，指出高精度观测需标准化的偏心波形。
2025-10-22 astro-ph.HE gr-qc
Central engine of GRB170817A: Neutron star versus Kerr black hole based on multimessenger calorimetry and event timing
GRB 170817 A与GW 170817合并后的中心引擎通过GW-量热和事件定时探测，应用于合并后的下降啁啾，该啁啾可以潜在地打破中子星或黑洞残余物的自旋下降的简并，根据Kerr度规，后者的角动量$E_J$中的相对大的能量库。该分析来自于对由时间对称蝶形匹配滤波产生的上升和下降啁啾具有相等灵敏度的模型不可知谱图。通过软件注入实验产生的响应曲线校准灵敏度。GRB 170817 A的中央发动机的候选人排放的统计意义表示来自事件定时分析的虚警概率（PFA; I型错误）。通过对可用光谱图进行高分辨率图像分析，获得起始时间$t_s$的PDF。对于LIGO探测器的合并（H1，L1）光谱图，PFA $p_1$来自给定GW 170817-GRB 17081 A的$t_s$中的因果关系。在个体H1和L1分析中提供了统计学独立确认，在第二个PFA $p_2$中，其各自的$t_s$观察结果具有一致性。组合PFA源自其乘积，因为时间的平均值和（分别）差异在统计学上是独立的。应用于GW 170817-GRB 170817 A，$t_s$中事件定时的PFA产生合并后输出${\cal E}_{GW}\simeq 3.5\%M_\odot c^2$的$p_1=8.3\times 10^{-4}$和$p_2=4.9\times 10^{-5}$（$p_1p_2=4.1\times 10^{-8}$，等同于$Z$…
2022-11-19 astro-ph.HE
Binary neutron star mergers as a probe of quark-hadron crossover equations of state
本研究首次模拟采用夸克-强子交叉状态方程的双中子星并合，发现其引力波频率呈双重特征，为探测高密度夸克物质提供关键证据。
2022-11-22 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Constraining the evolutionary history of Newton's constant with gravitational wave observations
空间载引力波探测器，如拟议中的激光干涉仪空间天线，预计将观测到高红移和大信噪比的黑洞合并，使其引力波成为基础物理学的理想探测器。将牛顿常数提升为时间函数会对双星的结合能和引力波光度进行修正，从而导致啁啾频率的修正。这样的修正传播到响应函数中，并且给定引力波观测，它们允许对合并时牛顿常数的一阶时间导数进行约束。我们发现，星载探测器确实可以放置有趣的限制，这个数量作为一个函数的天空位置和红移，提供了一个{ \emph{constraint map} }在整个范围内的红移，预计发生的二进制黑洞合并。对红移总质量为10^5太阳质量的等质量螺旋事件进行为期三年的LISA观测，应该能够测量到合并时的$\dot{G}/G$，其值优于10^（-11）/年。
2010-04-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Needle in a Bayes Stack: a Hierarchical Bayesian Method for Constraining the Neutron Star Equation of State with an Ensemble of Binary Neutron Star Post-merger Remnants
双星中子星（BNS）合并后的引力波发射可能发生在BNS合并的后果--只要系统避免迅速坍缩成黑洞--作为准稳定的超大质量残留物经历四极振荡和非轴对称变形。合并后的引力波频谱具有一个特征峰值频率，已被证明是依赖于二进制啁啾质量和中子星状态方程（EoS），使合并后的引力波约束中子星组成的一个强大的工具。不幸的是，BNS合并后的信号是在高频率（$\gtrsim 1.5$ kHz）下发射的，其中地基引力波探测器遭受降低的灵敏度。因此，在下一代探测器出现之前，不太可能以足够的信噪比（SNR）探测到合并后信号。然而，通过采用来自数值相对论模拟的经验关系，我们可以结合整个系综的BNS合并的信息，使我们能够获得许多低信噪比信号的EoS约束。我们提出了一个层次贝叶斯方法推导的约束$R_{1.6}$，半径为1.6 $\mathrm{M_{\odot}}$中子星，通过系综分析的二进制中子星合并。我们应用这种方法来模拟接下来的两个LIGO-Virgo-KAGRA观测运行，O 4和O 5，以及在A+灵敏度下延长4年的运行，证明了我们的方法从合并后信号中获得EoS信息的潜力。预计A+ 4年情景将改善对$R_{1.6}$的约束，使其优于目前可用的基于多信使的95\%可信区间（C.I.）$R_{1.6}=12.07^{+0.98}_{-0.77}$ km至$R_{1.6}=11.91^{+0.80}_{-0.56}…
2023-03-08 astro-ph.HE gr-qc
Impact of black hole spin on low-mass black hole-neutron star mergers
University of Southampton（南安普顿大学）
研究通过11次全相对论流体模拟，探讨黑洞自转对低质量黑洞-中子星并合中喷流质量及蓝千赫纳发射机制的影响，发现自旋增强的喷流机制可显著扩展可观测电磁信号系统的范围。
2026-04-07 astro-ph.HE gr-qc
Impact of Massive Binary Star and Cosmic Evolution on Gravitational Wave Observations I: Black Hole-Neutron Star Mergers
随着最近公布的GW 200105和GW 200115，GW探测器现在已经观测到了黑洞-中子星（BHNS）双星的合并。这些观测不仅证实了这些系统的存在，而且还将对大质量恒星的死亡、双星系统的演化及其与伽马射线爆发、$r$过程浓缩和千新星的可能联系提供独特的见解。在这里，我们执行隔离BHNS系统的二进制人口合成，以提出他们的合并率和地面GW观测站的特点。我们提出了420种不同的模型排列的结果，这些模型排列探索了我们关于大质量双星演化（例如质量转移，共同包络演化，超新星）的假设中的关键不确定性，以及金属性特定的恒星形成率密度，并描述了它们对我们预测的相对影响。我们发现内在的本地BHNS合并率跨越$\mathcal{R}_{\rm{m}}^0 \approx 4$ - $830\,\rm{Gpc}^{-3}\,\rm{yr}^{-1}$为我们的全部假设范围。这包括从最近的BHNS GW检测推断的速率，并且将在设计灵敏度下产生由LIGO、Virgo和KAGRA组成的GW网络的$\mathcal{R}_{\rm{det}} \approx 1$ - $180\, \rm{yr}^{-1}$的检测速率。我们发现，二进制的演变和金属特定的恒星形成率密度的影响，以$\mathcal{O}(10)$的预测合并率。我们还提出了预测GW检测BHNS合并的属性，并发现所有420个模型的变化预测，$\less…
2021-10-08 astro-ph.HE
Constraints on the contributions to the observed binary black hole population from individual evolutionary pathways in isolated binary evolution
合并双星黑洞产生的引力波可以用来阐明大质量双星恒星演化中人们知之甚少的方面，例如大质量恒星的演化（包括它们的质量损失率），共同的包络相，以及大质量恒星在整个宇宙历史中形成的速率。在本文中，我们探讨的\emph{correlated}的影响，这些阶段的合并率和啁啾质量分布的合并双黑洞的预测，旨在确定可能的模型参数之间的退化。在我们的许多模型中，很大一部分（超过70%的可检测的双黑洞）来自化学均匀演化的情况下，这些模型往往过度预测双黑洞合并率和生产系统的平均质量太大。我们的首选模型有利于增强质量损失率的氦丰富的沃尔夫-拉叶星，在紧张局势与最近的理论和观测的发展。我们确定沃尔夫-拉叶星的质量损失率和宇宙的金属丰度演化的速度和合并的二元黑洞的属性的影响之间的相关性。基于观测到的质量分布，我们认为啁啾质量大于$40$ M $_\odot$（我们的模型预测的最大值）的双星黑洞的$\sim 10\%$不太可能通过孤立的双星演化形成，这意味着来自其他形成通道（如致密星团或活动星系核）的显著贡献（> 10%）。我们的模型将使推理的不确定参数在不久的将来二进制进化。
2022-10-10 astro-ph.HE gr-qc
Binary Neutron Star Merger Simulations with Microphysical Equation of State using Spritz
INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部）；The Grainger College of Engineering, Department of Physics & Illinois Center for Advanced Studies of the Universe, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院物理系及宇宙高级研究中心）；Dipartimento di Fisica G. Occhialini, Università di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学G. Occhialini物理系）；INAF, Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Dipartimento di Fisica, Università di Trento（特伦托大学物理系）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications（意大利国家核物理研究所-特伦托基础物理与应用研究所）
本研究使用GRMHD Spritz代码结合微观物态方程完成双中子星并合模拟，发现质量比影响并合后演化，等质量双星更易形成磁主导漏斗并产生准直外流，不等质量双星抛射质量更多但磁场放大较弱。
2026-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Identifying intermediate mass binary black hole mergers in AGN disks using LISA
研究提出利用 LISA 波形中的动力学摩擦效应识别 AGN 圆盘中的 IMBBH 并合，并证明单次观测即可约束气体密度，同时揭示忽略环境效应会导致参数估计偏差。
2025-05-15 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Constraint on the ejecta mass for a black hole-neutron star merger event candidate S190814bv
通过对千新星的辐射传输模拟，结合实际的喷出物密度分布以及详细的不透明度和加热率模型，得到了黑洞-中子星合并候选者S190814 bv的喷出物质量上限.喷出物质量的极限在很大程度上取决于视角。对于正面观测（$\le45^\circ$），对于S190814 bv（$D=267$ Mpc）的平均距离，总喷出物质量应小于$0.1\,M_\odot$，而对于侧面观测，允许更大的质量。我们还推导出保守的上限的动态喷出物质量是$0.02\,M_\odot$，$0.03\,M_\odot$，和$0.05\,M_\odot$的视角$\le 20^\circ$，$\le 50^\circ$，和$\le 90^\circ$，分别。我们发现，在GW触发后2 d内，{ \it iz}-波段观测深度超过$22$等，对于探测总喷出物质量为$0.06\,M_\odot$、距离为$D=300$ Mpc的千诺瓦是至关重要的。我们还表明，如果未来的观测将$0.03\,M_\odot$的上限设定为啁啾质量小于$\lesssim 3\,M_\odot$且有效自旋大于$\gtrsim 0.5$的BH-NS事件的动态喷出物质量，则可以获得对NS质量-半径关系的强约束。
2020-06-06 astro-ph.HE gr-qc
Template-space metric for searches for gravitational waves from the inspiral, merger and ringdown of binary black holes
利用干涉型引力波探测器探测来自双黑洞的引力波（GW），需要在分析数据的同时构造用于匹配滤波的模板库。在二进制参数空间上放置模板以及来自多个探测器的GW触发的重合测试利用了重力波形空间上的度量定义。虽然最近的搜索采用波形模板连贯地描述的螺旋，合并和振铃（IMR）的聚结，在模板银行和符合测试中使用的度量来自后牛顿螺旋波形。在本文中，我们计算的IMR波形族IMRPhenomB的质量和有效自旋参数的参数空间的模板空间度量。我们还提出了一个坐标系，这是一个修改后的版本后牛顿啁啾时间坐标，其中的度量是缓慢变化的参数空间。使用该度量分析计算的匹配函数与数值计算的“精确”匹配函数具有极好的一致性。我们表明，该度量是能够提供一个合理的近似匹配功能的其他IMR波形的家庭，使有效的一个身体模型校准数值相对论（EOBNRv2）。这个度量的可用性可以有助于提高在先进的探测器时代从二元黑洞中搜索GW的灵敏度。
2015-06-19 astro-ph.HE gr-qc
A more stringent constraint on the mass ratio of binary neutron star merger GW170817
最近，LIGO-Virgo合作报告了他们首次探测到来自低质量致密双星合并GW 170817的引力波（GW）信号，这很可能是由于双中子星（NS）合并。只有GW信号时，双星的啁啾质量被精确地限制在$1.188^{+0.004}_{-0.002}~\rm{M_{\odot}}$内，但质量比被松散地限制在$0.4-1$范围内，因此得到了单个NS质量（$0.86~{\rm M_{\odot}}<M_1<1.36~\rm{M_{\odot}}$和$1.36~{\rm M_{\odot}}<M_2<2.26~\rm{M_{\odot}}$）的非常粗略的估计。在这里，我们建议，如果一个可以约束的动态喷出物的质量通过执行kilonova建模的光学/IR数据，通过利用动态喷出物的质量和NS二进制的质量比之间的经验关系，可以放置一个更严格的约束系统的质量比。例如，考虑到红色的“kilonova”组件是由动力喷出物，我们达到了严格的约束范围内的质量比$0.46-0.59$。或者，如果蓝色“kilonova”组件由动态喷出物提供动力，则质量比将被限制在$0.53-0.67$的范围内。总的来说，这种多信使方法可以将GW 170817系统的质量比缩小到$0.46-0.67$的范围，这给出了比纯GW信号分析（即$0.90~{\rm M_{\odot}}<M_1<1.16~{\rm M_{\odot}}$和$1.6…
2018-02-02 astro-ph.HE
Lessons from the short GRB$\,$170817A - the First Gravitational Wave Detection of a Binary Neutron Star Merger
第一个期待已久的，来自双星中子星（NS-NS）系统合并的引力波（GW）信号的探测终于实现了（GW $\,$ 170817），并且还伴随着电磁对应物-短持续时间GRB 170817 A。它发生在附近的椭圆星系NGC $\,$ 4993（$D\approx40\;$ Mpc）中，并在事件发生后的半天至数周内显示出光学、红外和紫外辐射，以及晚期的X射线（$\geq 8.9\;$天）和射电（$\geq 16.4\;$天）辐射。在GW合并啁啾信号和GRB发射开始之间存在一个$Δt \approx 1.74\;$ s的延迟，并且在GW信号相对于喷流对称轴的视角上设置了一个$θ_{\rm obs}<28^\circ$的上限。在这封信中，我们研究了这些开创性观察的一些含义。延迟$Δt$为具有角度为$θ_0<θ_{\rm obs}$的锐边的喷流设置了伽玛射线暴发射半径$R_γ\lesssim 2cΔt/(θ_{\rm obs}-θ_0)^2$的上限。GRB 170817 A相对较低的各向同性等效$γ$射线能量输出可能表明其视角略微超出喷流的锐边$θ_{\rm{}obs}-θ_0\sim(0.05-0.1)(Γ/100)^{-1}$，但其峰值$νF_ν$光子能量和余辉发射表明喷流没有锐边，并且在$θ_{\rm{}obs}\gtrsim 2θ_0$处，沿我们的视线，瞬时发射由能量较低的物质主导。最后，我…
2017-11-07 astro-ph.HE
Prospects and Strategies for Detecting Nonlinear Gravitational Wave Burst with Memory from Potential Merger Event SDSSJ1430$+$2303 by Pulsar Timing Arrays
最近在塞弗特1星系SDSSJ 1430 $+$ 2303的光变曲线中观察到的啁啾信号可以用银河系中心的一个后期螺旋式超大质量双星黑洞（SMBBH）系统来解释，该系统将在不久的将来合并（或者可能已经合并）。对于合并SMBBH场景，SDSSJ 1430 $+$ 2303可以是具有记忆（BWM）的非线性引力波（GW）爆发的源，这可以为未来的脉冲星定时阵列（PTA）观测提供有希望的目标。在这项工作中，我们调查的前景，检测从SDSSJ 1430 $+$ 2303由国际PTA（IPTA）和FAST-PTA在未来$5$年的BWM信号。首先提出了搜索该目标信号的策略，包括毫秒级搜索器的选择和观测时间的分配。然后，基于所提出的策略对PTA观测值进行了仿真，得到了考虑SMBBH参数的不确定性以及所选MSP的白噪声和红噪声的情况下，BWM信号的网络信噪比和参数估计误差的概率密度函数。我们的研究结果表明，虽然IPTA可以勉强检测到的BWM在$5$年，快速PTA可以检测到它具有显着更高的置信度。此外，存档的IPTA数据是重要的，在估计合并时间的SMBBH，结合FAST-PTA数据。这项工作可以作为未来PTA观测和SDSSJ 1430 $+$ 2303和类似系统的多信使研究的指导。
2022-04-08 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
