Viewing angle constraints on S190425z and S190426c and the joint gravitational-wave/gamma-ray detection fractions for binary neutron star mergers
LIGO和Virgo科学合作（LVC）警告了两个双中子星（BNS）合并候选者，S190425 z和S190426 c。Fermi-GBM观测到两个事件在各自合并时间的概率区域分别为55.6%（S190425 z）和100%（S190426 c），但在两种情况下都没有探测到γ射线暴（GRB）。导出的光度上限表明，类似于GRB 170817 A的短GRB在这两种情况下都无法探测到，因为它们的距离比GW 170817大。假设从GW 170817/GRB 170817 A得到的喷流剖面对所有BNS-GRB星协都是准普适的，我们推导出S190425 z和S190426 c的观测角应该分别是$> (0.11-0.41)$和$> (0.09-0.39)$。通过Monte Carlo模拟，我们发现在GRB 170817 A喷流结构下，所有的γ射线探测器，如GBM和GECAM，都有望探测到aLIGO、aLIGO A+和ET分别触发的$\sim 4.6\%$、$3.9\%$、$1.7\%$和$6.6\%$、$5.7\%$、$2.8\%$ BNS并合. Swift-BAT，SVOM-ECLAIRS和Einstein Probe的联合检测分数将大大降低，其灵敏度更好，但视场更小。
2019-08-13 astro-ph.HE
The Eccentric and Accelerating Stellar Binary Black Hole Mergers in Galactic Nuclei: Observing in Ground and Space Gravitational Wave Observatories
基于GNC方法研究了星系核中的恒星双星黑洞的吸合问题。我们发现，所有新生的BBH的$3-40\%$最终将合并由于各种动力学效应。在为期5年的任务中，aLIGO、Einstein/DECIGO、天琴/LISA/太极的SNR $>8$分别探测到了高达$10^4$、$10^5$、$\sim100$的星系核吸合黑洞。在LISA/太极/天琴和aLIGO中均检测到约10个。这些黑洞具有两个独特的特征：（1）显著的偏心率。$1-3\%$、$2-7\%$或其中的$30-90\%$分别与$e_i>0.1$一起进入aLIGO、爱因斯坦或空间天文台。如此高的偏心率为GW 190521的偏心率提供了可能的解释。在进入aLIGO/Einstein之前，大多数高偏心BBH在LISA/天琴/太极中无法检测到，因为它们的应变仅在$f_{\rm GW}\gtrsim0.1$ Hz处变得显著。DECIGO成为探测这些事件的理想观测站，因为它可以完全覆盖上升阶段。(2)高达$2\%$的BBH可以在距离大质量黑洞（MBH）$\lesssim10^3 r_{\rm SW}$的距离处螺旋/合并，具有显著的加速，使得它们中的$\sim10-10^5$的多普勒相位漂移可以在空间观测站中用SNR $>8$检测到。这些BBH贡献的引力波背景能量密度在$f_{\rm GW}\lesssim 1$ mHz处偏离$2/3$的幂律斜率。这些…
2022-02-14 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
High rate of gravitational waves mergers from flyby perturbations of wide black-hole triples in the field
超宽三重黑洞（TBH;具有外轨道$>10^3$ AU）在外地可以相当大的扰动与外地星的激发外轨道偏心率的飞越遇到。我们研究了这种飞越的累积效应，并表明它们对引力波（GW）源的产生是有利的。飞越遇到TBH可以使TBH不稳定并遵循混沌演化。这导致了外BH和内双星之间的单双星共振相遇。这些遭遇可以导致在谐振阶段期间两个TBH分量的迅速GW合并，或者TBH的中断。在后一种情况下，一个更紧凑的二进制被留下，而第三个BH逃脱并被弹出。紧凑的残余双星可能仍然通过GW发射螺旋上升，尽管时间尺度更长。其中相当多的将导致在不到一个哈勃时间内推迟GW合并。我们发现体积合并率的$\sim3-10{\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}$贡献的（前）非合并TBH通道和$\sim100-250{\rm {\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}}$贡献的（后）延迟合并TBH通道。在aLIGO波段，瞬发通道引起偏心合并，而延迟GW合并在进入aLIGO波段后，大部分发生圆化。我们发现两个通道的总{ \rm偏心}体积合并率为$\sim1-10{\rm Gpc^{-3}yr^{-1}}$。我们预计这些合并，以显示没有显着的自旋轨道对齐，和均匀的延迟时间分布。
2020-08-03 astro-ph.HE
Binary neutron star merger rate via the luminosity function of short gamma-ray bursts
利用截至2017年10月的所有短伽玛暴（sGRB）的星表数据，模拟了短伽马射线暴（GRB）的光度函数。通过从“Yonetoku相关性”获得的“伪红移”来估计光度，假设宇宙恒星形成率和它们的祖先的生产率之间存在标准延迟分布。虽然简单的幂律被排除在高置信度之外，但指数截止幂律和破幂律模型都能很好地拟合数据。利用这些模型的导出参数以及从余辉观测中得到的喷流张开角的保守值，导出了短暴的真实速率。假设每颗中子星并合产生一个短伽玛暴，推导了在过去、现在和未来的引力波探测器网络配置下，这些并合产生的引力波探测率。因此，在$68 \%$置信度下，针对BNSM速率，推导出aLIGO-VIRGO的$1.87 \pyr$和即将到来的aLIGO-VIRGO-KAGRA-LIGO/India配置的$3.11 \pyr$的严格下限。从这项工作中计算出的BNSM率以及从迄今为止唯一确认的BNSM观察中独立推断出的BNSM率显示出轻微的张力;然而，不能排除所有BNSM都产生sGRB的情况。
2018-03-28 astro-ph.HE
Misaligned Spin Merging Black Holes in Modified Gravity (MOG)
合并黑洞的一个有希望的特征是它们的自旋角分布。我们考虑的alIGO合作引力波测量的二元黑洞自旋和预测的修正重力（MOG）的合并黑洞的不对齐的自旋的偏好。在MOG中，两个黑洞合并过程中引力的增强降低了有效自旋参数$χ_{\rm eff}\sim 0$，这与aLIGO合作组在引力波探测中观测到的合并黑洞的自旋失准一致。
2017-06-15 astro-ph.HE gr-qc
Bright transients from strongly-magnetized neutron star-black hole mergers
随着aLIGO的出现，人们期待着对黑洞-中子星对的直接探测。电磁对应物对于可靠的引力波探测和天文信息的提取可能至关重要。然而，黑洞-中子星对是出了名的黑暗，望远镜无法观测到。与这种预期相反，只要中子星是高度磁化的，在合并前的最后时刻就可能发生明亮的电磁瞬变。中子星磁体的轨道运动产生了法拉第通量和相应的功率，可用于光度。曲率辐射的光谱逐渐上升，直到能量的快速注入点燃火球，这将表现为一个高能黑体，在中子星的磁场强度分别从$10^{12}$ G到$10^{16}$ G和$10M_{\odot} $黑洞X射线到$γ$射线中达到峰值。根据中子星的磁场强度，火球事件可能持续几毫秒到几秒钟，并且可以用费米伽马射线暴监测器以中子星磁场强度$\gtrsim 10^{14}$ G每年几次的速率观测到。我们还讨论了一个可能的衰减合并后的事件，可能伴随着这个信号。作为这些暗对的电磁对应物，黑洞电池应该对aLIGO时代多信使天文学的发展具有重要价值。
2016-07-26 astro-ph.HE
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
Binary Black Hole Merger Rates Inferred from Luminosity Function of Ultra-Luminous X-ray Sources
高级激光干涉引力波天文台（aLIGO）探测到了来自GW 150914的引力波（GW）直接信号。该事件是质量为$36^{+5}_{-4}M_{\odot}$和$29^{+4}_{-4}M_{\odot}$的双黑洞合并。这类双星系统可能是由恒星双星系统直接演化而来，也可能是由稠密恒星环境中的黑洞动力学相互作用形成的。在这里，我们推导出的双黑洞合并率的基础上附近的超亮X射线源（ULX）的光度函数（LF）的假设下，双黑洞通过X射线发射阶段的演变。我们得到了双黑洞的合并速率为$5.8 ({t}_{\rm ULX}/{0.1 \ \rm Myr})^{-1} λ^{-0.6} \exp{(-0.30λ)} \ {\rm Gpc^{-3}\ yr^{-1}}$，其中$t_{\rm ULX}$是ULX相的典型持续时间，$λ$是爱丁顿光度比.这与从GW150914的检测推断的事件率以及基于二进制群体合成模型的预测一致。虽然由于我们的模型和测量的双黑洞合并事件率的不确定性，我们目前无法限制ULX的爱丁顿比，但进一步的X射线和GW数据将使我们能够缩小ULX的爱丁顿比的范围。我们还发现从ULX LF推断的$5M_\odot\le M_{\rm BH}\le100M_\odot$质量范围的累积合并率与aLIGO合作考虑各种天体物理条件（如黑洞的质量函数）估计的结果一致。
2016-07-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Probing Near-Horizon Fluctuations with Black Hole Binary Mergers
吉丁斯的强版本的非暴力非定域性提议预言了黑洞视界附近“强而软”的量子度规波动，试图解决信息悖论。为了研究这一提议的可观测特征，我们数值求解了由这些波动修改的爱因斯坦方程，并分析了两个黑洞螺旋和合并的引力波信号。在这种波动的演化模型中，我们表明，它们会导致观察到的波形显着偏差，即使黑洞仍然很好地分离，并可能被ALIGO观察到。
2018-04-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
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
Prospects for detecting gravitational waves at 5 Hz with ground-based detectors
我们提出了一个升级到先进的LIGO（aLIGO），命名为LIGO-LF，重点是提高灵敏度在5-30 Hz的低频带，我们探索升级的天体物理应用。我们对探测器的技术噪声进行了全面的研究，并表明，随着目前正在开发的技术，如干涉感应地震仪和平衡零差读出，LIGO-LF可以达到量子和热噪声设定的基本限制，低至5 Hz。这些技术也直接适用于下一代探测器。我们继续考虑这一升级的影响的天体物理输出的aligo类探测器。一个LIGO-LF可以探测到红移到z~6的恒星质量黑洞（BH）的合并，并且对2000 M_ \odot以下的中等质量黑洞也很敏感。与aLIGO相比，合并BH的检测率将提高18倍。此外，对于给定的源，啁啾质量和总质量可以比aLIGO好2倍地约束，并且有效自旋比aLIGO好3-5倍。此外，LIGO-LF能够定位合并的双中子星，其不确定性立体角比aLIGO在30 Hz时小10倍，当使用整个信号时小4倍。LIGO-LF还显著提高了探测其他天体物理现象的可能性，包括中子星r模的潮汐激发和引力记忆效应。
2018-04-23 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Cosmic Rates of Black Hole Mergers and Pair-Instability Supernovae from Chemically Homogeneous Binary Evolution
在高级引力波探测器网络的前三次观测中，LIGO/Virgo合作探测到了几个黑洞双星（BHBH）合并。随着检测到的BHBH合并数量的增加，将有可能限制其形成的不同渠道。在这里，我们认为化学均匀演化（CHE）通道在紧密的二进制文件，通过执行人口合成模拟，结合现实的二进制模型与详细的宇宙学计算的化学和恒星形成历史的宇宙。这使我们能够限制人口属性，以及宇宙学和aLIGO/aVirgo通过这一途径形成的BHBH合并的检测率。我们通过CHE通道预测了$5.8 \, \textrm{Gpc}^{-3} \textrm{yr}^{-1}$红移为零时的BHBH合并率，并与aLIGO/aVirgo测量的${53.2}_{-28.2}^{+55.8} \, \text{Gpc}^{-3} \text{yr}^{-1}$合并率进行比较，发现最终合并系统的BH质量在PISN间隙以下的$17 - 43 \, \textrm{M}_{\odot}$范围内，而在PISN间隙以上的$>124 \, \textrm{M}_{\odot}$范围内。我们研究了黑洞形成过程中动量反冲的影响，并计算了宇宙学和星等限制的PISN率。我们还研究了高红移偏差对恒星形成率的影响。我们发现，动量踢往往会增加延迟时间的BHBH系统，我们的幅度有限的PISN率估计表明，目前的深调查应该能够检测到这样的事件。最后，我们发现，我们的宇宙学合并…
2020-11-08 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The GW-Universe Toolbox II: constraining the binary black hole population with second and third generation detectors
我们采用的方法所使用的GW-Universe产生的恒星质量的双黑洞（BBH）合并检测的合成目录。我们研究了第二代和第三代GW天文台的两个代表先进的LIGO（aLIGO）和爱因斯坦望远镜（ET），并研究了如何使用GW观测的BBH约束合并率作为红移和质量的函数。我们还模拟了从一个探测器，是一半的敏感性作为ET在设计，这代表了早期阶段的ET的意见。本文采用两种方法从星表中获得源总体性质的约束：1。参数差分合并率模型，并对参数应用贝叶斯推断;以及2.非参数，并使用加权核密度估计。结果表明，第三代探测器在研究BBH布居特性方面具有压倒性的优势，特别是在红移大于~2时，合并率被认为达到峰值。在模拟的aLIGO星表中，参数贝叶斯方法在探测视界外仍能对合并率密度和质量函数给出一定的约束，而非参数方法在探测视界外则完全失去约束能力。我们还发现，尽管在较长的观测时间后，半ET的探测次数可以很容易地与全ET兼容，但全ET的星表仍然可以对总体属性提供更好的约束，因为它对GW事件的物理参数的不确定性较小。
2022-04-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Shaken, not stirred: Test particles in binary black hole mergers
本文通过模拟双黑洞并合旋近阶段环境试验粒子动力学，计算其电磁辐射及能谱，揭示电磁对应体探测范围，发现辐射频率在几kHz到几百MHz之间。
2023-11-29 astro-ph.HE
Observing the post-merger signal of GW170817-like events with improved gravitational-wave detectors
最近通过引力波探测到的中子星双星GW 170817，提供了另一个关于冷超核物质性质的信息来源。来自中子星合并之前发射的信号的信息已被用于研究这些天体的状态方程，然而，合并之后发射的信号中包含的任何补充信息都已在探测器噪声中丢失。在本文中，我们探讨了未来的引力波探测器研究GW 170817类合并后的信号的前景。我们首先计算的预期属性的可能的GW170817合并后的信号使用信息合并前的分析。然后，我们量化检测器灵敏度的所需改进，以提取合并后信号的关键特征。我们发现，如果我们观察到一个类似的信号强度GW 170817时，aLIGO探测器已被改善了$\sim 2-3$倍，超过其设计灵敏度在kHz制度，我们将能够提取合并后的主频率分量。随着进一步的改进和下一代检测器，我们也将能够提取次主频。我们的结论是，合并后的信号可能会在未来几年内被带到我们的范围内，因为计划中的探测器升级，如A+，旅行者号和下一代探测器。
2019-02-12 astro-ph.HE gr-qc
Black Hole Mergers and the QCD Axion at Advanced LIGO
在接下来的几年里，高级LIGO（aLIGO）可能会看到来自数千个黑洞（BH）合并的引力波（GW）。这标志着物理学新的精确工具的开始。在这里，我们展示了如何使用这个工具寻找标准模型之外的新物理，特别是质量范围ma ~ 10^-14到10^-10 eV的QCD轴子。在这个质量范围内的轴子（或任何玻色子）通过超辐射（SR）的作用，使快速旋转的BH在BH周围的原子玻尔轨道上摆脱它们的自旋成为一个大的轴子云。当BH的大小与轴子的康普顿波长相当时，这导致BH的质量与自旋分布的差距。通过测量LIGO观测到的合并物体的自旋和质量，我们可以验证轴子产生的BH分布中间隙的存在和形状。轴子云也可以通过轴子湮灭或能级跃迁辐射的GW来发现。盲目的单色GW搜索可能会发现多达10^5个BH通过轴子湮灭辐射，其频率在2 ma的~3%范围内。轴子转换探测较重的轴子，并可能在未来的GW天文台观察到。合并事件是有针对性的GW搜索的完美候选人。如果最终的BH具有高自旋，SR云可能会生长并从轴子湮灭中发出单色GW。我们可以实时观察SR的演变。
2017-03-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Binary evolution, gravitational-wave mergers and explosive transients in multiple-populations gas-enriched globular-clusters
大多数球状星团（GC）都显示出多个恒星星族的证据，这表明存在着几个不同的恒星形成事件。观察到的大部分第二星族（2 P）恒星需要非常大的2 P气体质量在星团核心积累才能形成这些恒星。因此，星团核心的第一个恒星群体（1 P）必须嵌入2 P气体中，就在后来的群体形成之前。在这里，我们探讨了环境中的2 P气体介质的多人口GC的双星的演变。我们主要关注黑洞双星，并跟踪它们的演化，因为它们通过与周围气体的相互作用从宽双星向短周期演化，然后是引力波（GW）主导的螺旋和合并。我们表明，这种新的GW合并渠道可以提供一个重大贡献的GW源的生产。我们考虑各种假设和初始条件，并计算由此产生的气体介导的变化，人口的二进制和预期的合并率，由于气体催化的GW-吸气。对于合理的条件和假设，我们发现一个预期的GW合并率可观察到的aLIGO的顺序高达几十$\rm{Gpc^{-3} yr^{-1}}$，和我们的各种模型的整体范围$0.08-25.51 \ \rm{Gpc^{-3} yr^{-1}}$。最后，我们的研究结果表明，在早期阶段的GC的条件和二进制属性可能会受到严重影响的气体相互作用，并可能需要在目前的建模GC的演变进行重大修订。
2022-05-31 astro-ph.HE
Analytic models of the spectral properties of gravitational waves from neutron star merger remnants
本文提出了一个新的描述双中子星合并后引力波辐射的解析模型。该模型是由一些物理参数，这些参数与各种振荡模式，准线性组合音或非线性特征，出现在合并后的阶段。考虑了主合并后频率峰的时间演化，并将其用两段线性表达式描述。该模型的有效性，在拟合因子，或等价地，在检测率的减少，沿着一系列的等质量的模拟不同的质量进行评估。我们发现，分析模型的所有参数与系统的总二进制质量。对于高质量，我们确定了新的光谱特征源自准径向振荡和对跖潮汐变形之间的非线性耦合，其中包括显着提高了模型实现的拟合因子。因此，我们可以模拟合并后的引力波发射的分析模型，实现了很大范围的总二进制质量的高拟合因子。我们的模型可用于即将到来的搜索中合并后阶段的检测和参数估计，升级的第二代探测器，如aLIGO+和aVirgo+，未来的第三代探测器（爱因斯坦望远镜和宇宙探测器）或专用的高频探测器。
2022-02-07 astro-ph.HE gr-qc
Lidov-Kozai Cycles with Gravitational Radiation: Merging Black Holes in Isolated Triple Systems
我们表明，黑洞双星与外部同伴可以经历Lidov-Kozai周期，导致近心通道，导致快速合并，由于引力波发射。这种情况经常发生在伴星的质量与双星的折合质量相当，伴星轨道的半长轴在双星半长轴的$\sim 10$倍之内的系统中。使用一个简单的人口合成模型和3体模拟，我们估计在外地的三重黑洞系统的合并率约为6每Gpc $^3$每年在出生踢的情况下，在黑洞形成。这个值是在90%可信区间的低端，从目前的LIGO结果推断出的总黑洞黑洞合并率。在这些计算中有许多不确定性，其中最大的是出生踢的未知分布。即使是适度的出生踢$40\mbox{km s}^{-1}$将减少合并率的40倍。这些系统中的百分之几在首次进入aLIGO可检测的频带（10 Hz以上）时，偏心率将大于0.999。
2017-01-25 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
The Location and Environments of Neutron Star Mergers in an Evolving Universe
同时探测到来自中子星合并的引力波和电磁波，既巩固了中子星合并和短持续时间伽马射线暴（GRB）之间的联系，也证明了天文学家有能力跟踪引力波探测，以限制这些合并的喷出物以及GRB发动机及其周围环境的性质。随着aLIGO和VIRGO的灵敏度增加，在未来几年内可能会出现越来越多的此类检测，从而导致大量事件来限制这些GRB事件的数量。虽然长持续时间的伽马射线暴起源于大质量恒星，因此位于它们的恒星托儿所附近，但双星中子星可能在更长的时间尺度上合并，因此可能有时间进行明显的迁移。双中子星并合电磁余辉辐射的强度和性质是环并合环境的敏感函数。虽然短伽玛暴的爆炸地点已经在文献中进行了探索，但这个问题还没有在宇宙学背景下得到充分解决。我们提出了宇宙学模拟的演化星系团，包括恒星形成结合二进制人口合成模型，以自洽跟踪的位置和环境气体密度紧凑的二进制合并网站在整个宇宙网络。我们提出的概率分布密度作为红移的函数，并讨论模型的敏感性人口合成模型的假设。
2018-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Merger of multiple accreting black holes concordant with gravitational wave events
近年来，先进的激光干涉引力波天文台（aLIGO）探测到了黑洞合并事件，其中大部分事件都是由质量大于$30~M_\odot$的黑洞引起的。特别是，对GW170104的观测表明，动态组装的双星有利于错位自旋的分布。有人认为，在富气环境下，多个BH系统中的“偶然相遇”可以导致不相关BH的合并。在本文中，我们考虑的合并的非关联BH，符合大量BH合并事件。为此，我们模拟了一个多BH系统与后牛顿$N$体代码将气体吸积和广义相对论效应。结果表明，气体动力学摩擦有效地促进了$n_\mathrm{gas}\gtrsim 10^6\,\mathrm{cm}^{-3}$致密气体中BH的三体相互作用，从而使BH在$30$ Myr内发生并合.这种情况预测自旋倾斜的各向同性分布。在与GW 150914一致的模型中，要求种子BH的质量为$\gtrsim 25~M_\odot$。这种“偶然相遇”的BH合并的潜在地点是活动星系核（AGN）盘和致密的星际云。假设LIGO O 1，我们粗略地估计了活动星系盘中PopI黑洞和PopIII黑洞的事件发生率分别为$\simeq 1-2\,\mathrm{yr}^{-1}$和$\simeq 1\,\mathrm{yr}^{-1}$。活动星系核的多次发作可能会使速率提高大约一个数量级。对于稠密星际云中的大质量PopI黑洞，其速率为$\simeq 0.02\,\mathrm{yr}…
2018-02-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Measuring the Obscuring Column of a Disk Megamaser AGN in a Nearby Merger
众所周知，活动星系核（AGN）的盘状水超激射器被大量的气体所掩盖，这可能是由于沿着视线存在一个几乎边缘的盘状结构，围绕着超大质量黑洞。校正高遮蔽度对于推断源的固有参数至关重要，例如其光度。我们提出了一个宽带X射线光谱分析的水megamaser AGN在早期合并（NGC 5765B），结合钱德拉和NuSTAR数据。NGC 5765 B是高康普顿厚度和反射主导的，遵循盘巨脉泽的一般趋势。结合我们的X射线光谱和脉泽的精细黑洞质量，估计的超脉泽的爱丁顿比在$2-14\%$范围内，并通过SED拟合证实其鲁棒性。
2019-07-11 astro-ph.HE
The Swift short gamma-ray burst rate density: implications for binary neutron star merger rates
由{ \it Swift}观测到的短伽马射线暴（SGRB）可能揭示了对灾难性紧凑物体合并的第一个见解。为了最终获得对这些事件的基本了解，需要全光谱观测和它们的空间分布知识，以区分拟议的祖先种群。截至2012年4月，只有大约30%的SGRB具有相当稳定的红移，并且该样本由于{ \it Swift}检测SGRB的有限灵敏度而高度偏倚。我们占主导地位的偏见来计算一个现实的SGRB率密度出$z\approx0.5$使用{ \it Swift}样本的峰值通量，红移，和那些SGRB的光束角约束从X射线/光学观测。我们发现一个SGRB较低的$8^{+5}_{-3}$ $\mathrm{Gpc}^{-3}\mathrm{yr}^{-1}$的速率密度（假设各向同性发射），和聚束校正的$1100^{+700}_{-470} $ $\mathrm{Gpc}^{-3}\mathrm{yr}^{-1}$的上限。假设一个显着的比例的二进制中子星合并产生SGRB，我们计算的下限和上限的探测率限制的$(1-180)$年$^{-1}$的aLIGO和Virgo符合搜索。我们的检测率是类似的较低和现实的利率推断外推使用银河系脉冲星观测和人口合成。
2012-06-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
X-ray counterpart of gravitational waves due to binary neutron star mergers: light curves, luminosity functions, and event rate densities
Zhang（2013）提出了一种与双中子星（NS-NS）合并相关的无GRB X射线瞬变，推测是一种快速旋转的磁星合并产物，视线偏离短GRB喷流。我们通过考虑不同观察者的视角来研究这些瞬态的可能的光变曲线。我们进行蒙特卡罗模拟计算的峰值光度函数（LF）和事件率密度的这些X射线瞬态。通过考虑一小部分大质量中子星可能是超大质量的，后来在自旋下降后坍缩成黑洞，我们研究了预测的LF如何取决于中心物体的状态方程（EoS）和系统的几何形状。一般而言，LF可以通过在$10^{46.4}$和$10^{49.6}$ $\rm erg\,s^{-1}$周围达到峰值的两个对数正态分布来拟合，这两个对数正态分布分别对应于捕获区和自由区。对于大多数EoS模型，目前未探测到的情况与自由区立体角最多为短伽玛射线暴喷流立体角的几倍是一致的。这些X射线瞬变的事件率密度对于高于$10^{45}$ $\rm erg\,s^{-1}$的光度大约是几十个$\rm Gpc^{-3}yr^{-1}$。我们预测，未来的X射线望远镜（如爱因斯坦探测器）与灵敏度$\sim 10^{-11}$ $\rm erg\,s^{-1}\,cm^{-2}$将检测多达几十个这样的瞬变每年每球面度。在200 Mpc的aLIGO平均范围内的NS-NS合并，这些瞬变事件的估计率约为1瞬变每年所有的天空。
2017-05-12 astro-ph.HE
Measuring a Black Hole's Area Immediately after Merger: A Direct-Wave Test of Hawking's Area Law
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
提出一种引力波方法，利用合并后直接波推断克尔等效视界面积，应用于GW250114，在峰值前3-4.5M的分析得到与克尔残余一致的面积，首次实现直接波面积测量并检验霍金面积定律。
2026-06-04 astro-ph.HE gr-qc
Detailed properties of gravitational-wave mergers from flyby perturbations of wide binary black holes in the field
宽黑洞双星（宽BBHs; $\geqslant 10^3$ AU）在现场可以扰动随机恒星飞越激发他们的偏心率。一旦一个宽的双星被驱动到一个足够小的近心点，引力波（GW）的发射变得显着，和双星吸气和合并。在我们以前的研究中，使用宽BBHs的简化模型，我们发现连续的飞越导致宽BBHs在小于哈勃时间内的合并分数，使得飞越扰动机制成为GW源产生率的相关贡献者。然而，所产生的GW源的确切速率和详细性质取决于宽的二元祖元。在本文中，我们使用详细的人口合成模型的初始宽BBH人口，考虑几个人口对应于不同的自然踢模型和金属丰度，然后遵循宽BBH的演变，由于飞越扰动和GW排放。我们发现，飞掠的累积效应是有利于GW源的产生在不可忽略的$1-20$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$，这是敏感的出生踢模型。这些速率与观测推断的速率有关。我们的模型，现在来自详细的人口的二进制文件，提供了详细的属性产生的GW源，包括质量函数和延迟时间。GW合并是圆形的，当进入aLIGO波段;有一个高速色散宿主星系（特别是椭圆星系）的偏好;有一个相对均匀的延迟时间分布;并可能有轻度相关（小于孤立的演化通道，大于动力学通道）的自旋自旋和自旋轨道。
2022-04-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Measuring the polarization content of gravitational waves with strongly lensed binary black hole mergers
其他引力理论预测引力波最多有六种不同的偏振模式。引力波的强引力透镜效应使我们能够通过有效地增加来自同一天体物理源的观测次数来探测这些信号的偏振内容。由于多个观察到的透镜化图像与地球的旋转相结合而导致的透镜化时间延迟允许相对于源位置来定义有效的非共置干涉仪，并且因此利用更多的观察来探测替代偏振振幅。为了测量这些振幅，我们联合适合的图像观测到一个单一的引力波信号模型，考虑到图像放大率，时间延迟，和偏振模式振幅。我们表明，对于某些系统，我们可以进行测量的相对模式振幅透镜事件与两个可检测的图像。
2022-11-02 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the nuclear equation of state with neutron star-black hole mergers
本研究提出采用非参数高斯过程先验的核状态方程推断新方法，结合引力波与电磁选择效应模拟发现，O5灵敏度探测器网络可高精度约束中子星半径、最大质量及状态方程关联长度，为核状态方程研究提供新途径。
2024-07-09 astro-ph.HE gr-qc
Black holes and gravitational waves in models of minicharged dark matter
在微荷电暗物质的可行模型中，天体物理学上的黑洞可能在隐藏的$U(1)$对称性下带电，并由爱因斯坦-麦克斯韦理论的相同克尔-纽曼解正式描述。这些物体是微电荷暗物质和暗光子的独特探测器。我们表明，最近的引力波探测的二元黑洞合并的ALIGO提供了各种观测范围的黑洞的电荷，无论其性质。合并前的inspiral阶段可以用来限制（普通和暗）光子的偶极发射，而准正规模式的检测则为最终的黑洞的电荷设置了上限。通过使用一个玩具模型的点电荷陷入一个Reissner-Nordstrom黑洞，我们还表明，在动力学过程中的（隐藏）电磁准正规模式的最终对象被激发到相当大的幅度的引力波频谱时，黑洞是近极值。合并产生低频暗光子的爆发，这可能为这些场景中的黑洞合并提供可能的电磁对应物。
2020-03-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
A "nu" look at gravitational waves: The black hole birth rate from neutrinos combined with the merger rate from LIGO
我们预测测量黑洞出生率从弥漫超新星中微子背景（DSNB）未来的中微子实验，并限制黑洞合并分数$ε$，结合信息的引力波实验，如LIGO的黑洞合并率。DSNB起源于宇宙中所有超新星发射的中微子，预计由两种成分组成：来自中子星形成超新星的中微子，以及来自黑洞形成“unnovae”的更高能量的次主导成分。我们进行马尔可夫链蒙特卡罗模拟数据的DSNB在类似于超神冈的实验分析，专注于这第二个组成部分。由于所有关于超新星中微子发射的知识都来自于对坍缩恒星的模拟，我们选择了两组先验：一组是对超新星有很好的理解，另一组是对它们的中微子发射知之甚少。通过将DSNB的黑洞出生率与LIGO的黑洞合并率的预计测量值相结合，我们表明，经过十年的超神冈实验，在$3 σ$置信度下，导致今天观测到的二元合并的黑洞比例$ε$可以被限制在$2 \cdot 10^{-4} \leq ε\leq 3 \cdot 10^{-2}$范围内。
2017-07-21 astro-ph.HE hep-ph
Measuring binary black hole orbital-plane spin orientations
双黑洞自旋是引力波天文学的重要观测量之一。在自旋参数中，它们在轨道平面内的取向，$ϕ_1$，$ϕ_2$和$Δϕ=ϕ_1-ϕ_2$，对于理解双黑洞中自旋轨道共振和合并反冲的普遍性是至关重要的。不幸的是，这些角度是特别难以测量使用当前的探测器，LIGO和处女座。由于旋进二进制的自旋方向不是恒定的，传统的方法是在波形演变中的某个参考阶段测量自旋分量，通常是检测信号的频率达到20 Hz的点。然而，我们发现，这是一个贫穷的选择轨道平面自旋角测量。相反，我们建议在合并附近的固定无量纲时间或频率测量自旋。这导致了对几个引力波事件的$ϕ_1$和$ϕ_2$的显著改进的测量。此外，使用数值相对论注入，我们表明，$Δϕ$也将更好地测量合并附近的更响亮的信号，预计在未来。最后，我们表明，数值相对论代理模型是可靠地测量轨道平面自旋取向的关键，即使在中等信噪比，如$\sim 30-45$。
2022-01-19 astro-ph.HE gr-qc
Revisiting non-linearity in binary black hole mergers
最近，它已被证明，包括泛音，合并后的引力波形在无穷远的一个二元黑洞系统是很好的建模使用纯线性理论。然而，考虑到一个二元黑洞合并被认为是高度非线性的，这些非线性，这并没有使它无限大，去了哪里？为了开始回答这个问题，我们可视化测量非线性的数值相对论二进制黑洞合并的强场区域的数量。
2020-04-01 astro-ph.HE gr-qc
The Proper Motion of Strongly Lensed Binary Neutron Star Mergers in LIGO/Virgo/Kagra can be Constrained by Measuring Doppler Induced Gravitational Wave Dephasing
本文研究强引力透镜双中子星并合，提出通过比较两个引力波像的相位来约束源-透镜系统相对横向速度，并预测在A+和A#灵敏度下可探测退相特征，首次测量可能几年内实现。
2025-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Measuring properties of primordial black hole mergers at cosmological distances: effect of higher order modes in gravitational waves
原始黑洞（PBH）可能是在大爆炸后不久由物质超密度坍缩而形成的。人们可以通过观测在高红移$z\gtrsim 30$处合并的PBH双星的引力波（GW）辐射来识别它们的存在，在高红移处天体物理学双星黑洞（BBH）不太可能合并。下一代地面GW探测器，宇宙探测器和爱因斯坦望远镜，将能够观察到总质量为$\mathcal{O}(10-100)~M_{\odot}$的BBH在这样的红移。本文作为arXiv：2108.07276的姊妹论文，重点关注波形建模中高阶模（HoM）对源参数估计的影响，这些高阶模可能对这些高红移BBH是可检测的。我们进行贝叶斯参数估计，以获得测量的不确定性与和没有HoM建模的波形源具有不同的总质量，质量比，轨道倾角和红移观察到的下一代GW探测器网络。我们表明，包括HoMs的波形模型减少了红移和质量的不确定性的两个因素，这取决于确切的源参数。然后，我们讨论了识别PBH与改进的单事件测量的影响，并扩大调查的模型依赖性之间的相对丰度的BBH合并起源于第一恒星和原始BBH合并arXiv：2108.07276所示。
2022-10-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
An Analytical Portrait of Binary Mergers in Hierarchical Triple Systems
偏心率具有更好的统计性和精确性，可以被证明是理解双黑洞起源和环境的有用工具。特别是在球状星团和星系核中可能大量存在的分层三重态，可能会在LIGO和未来的引力波探测器上产生可观测到的大偏心率。准确测量偏心率分布有助于我们探索合并的背景和形成过程。在本文中，我们继续我们以前的研究，并改进我们的半解析描述的偏心率分布的合并分层三元系。我们的结果，这进一步减少了对数值模拟的依赖，可能是有用的统计区分不同的形成渠道观察到的二元合并。
2018-09-10 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Measuring the star formation rate with gravitational waves from binary black holes
测量宇宙恒星形成的历史对于理解星系的起源和演化至关重要。使用电磁辐射进行测量是非常具有挑战性的：例如，需要大量的建模来将光度转换为质量，并适当地考虑尘埃衰减。在这里，我们展示了如何检测的引力波从吸入的双黑洞提出的第三代探测器可以用来测量恒星形成率（SFR）的大质量恒星的高精度高达红移~10。根据时间延迟模型，根据目前对当地合并率密度的测量，预测的发现率范围为每月约2，310至约56，740人。在30，000次检测的情况下，描述体积SFR的参数可以被约束在百分之几的水平，并且体积合并率可以在z ~ 2处直接测量到3%。给定一个参数化的SFR，双星形成和合并之间的特征延迟时间可以测量到~ 60%。
2021-02-24 astro-ph.HE gr-qc
Orbital Migration of Interacting Stellar Mass Black Holes in Disks around Supermassive Black Holes II. Spins and Incoming Objects
aLIGO和Virgo探测到的合并恒星质量双黑洞（BBH）的质量、速率和自旋对传统的BBH形成和合并方案提出了挑战。一个活动星系核（AGN）盘提供了一个有希望的额外合并通道，因为气体的强大影响力，驱动轨道演化，使遇到耗散，并导致迁移。先前的工作表明，活动星系核盘中的恒星质量黑洞（sBH）迁移到盘的区域，称为迁移陷阱，在那里正负气体扭矩抵消，导致频繁的BBH形成。在这里，我们建立在这项工作的基础上，通过模拟额外的sBH的演变，进入内部磁盘的迁移或倾斜减少。我们还研究了在我们的模型中形成的BBH是否具有围绕其质量中心相对于磁盘的逆行或逆行轨道，确定相对于磁盘的合并BBH的自旋的方向。进入内盘的轨道器在迁移陷阱附近的共振轨道上形成BBH和sBH。当这些sBH达到~80 Msun时，它们与迁移陷阱中的sBH形成BBHs，超过10 Myr达到~1000 Msun。我们在我们的模拟轨道中发现68%的BBH在逆行方向上，这意味着我们的合并通道中的BBH将具有小的无量纲对齐自旋χ_eff。总的来说，我们的模型产生的BBH既类似于迄今为止探测到的大多数BBH合并（0.66至120 Gpc^-3 yr^-1），也类似于最近探测到的两个不寻常的BBH合并，即GW 190412（~0.3 Gpc^-3 yr^-1）和GW 190521（~0.1 Gpc^-3 yr^-1）。
2020-09-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Measuring the Hubble constant with neutron star black hole mergers
对GW 170817的探测和对它的宿主星系的识别，使得人们能够对哈勃常数进行第一次标准的塞壬测量，其不确定度为$\sim 14\%$。随着更多的中子星探测和红移测量的进行，不确定性将缩小。联合探测的数量和每个事件的光度距离的不确定性将是主要因素。中子星黑洞合并也是先进的LIGO和Virgo的有希望的来源。如果黑洞自旋引起轨道平面的进动，光度距离和轨道倾角之间的简并性被打破，导致更好的距离测量。此外，由于质量较大，中子星黑洞源可以在更远的距离观察到。中子星黑洞也可以发射电磁辐射：根据黑洞的自旋和质量比，中子星可以被潮汐破坏，导致电磁辐射。我们量化的距离不确定性的黑洞的质量，自旋和方向的范围很广，并发现1- $σ$统计不确定性可以达到$\sim 10$的一个因素，优于一个非旋转的二进制中子星合并具有相同的信噪比。更好的距离测量，更大的引力波可探测体积，和潜在的明亮的电磁辐射，意味着旋转的黑洞中子星双星可以是最佳的标准警报源，只要它们的天体物理速率大于$O(10)$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$，一个值允许当前的天体物理约束。
2018-06-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmic Evolution of Stellar-mass Black Hole Merger Rate in Active Galactic Nuclei
双黑洞合并编码信息的环境和天体物理过程，导致他们的形成。测量它们的合并速率对红移的依赖关系，将有助于探索星系的形成和演化以及恒星形成速率的演化。本文计算了活动星系核盘中恒星质量双星合并速率的宇宙演化。我们专注于最近的演变，以红移$z=2$，涵盖了目前的地球引力波天文台的访问范围。在这个尺度上，活动星系核的人口密度是红移依赖的主要贡献者。我们发现活动星系核辅助的合并率并没有随着红移而有意义地演变，这与场双星和其他一些动力学形成的情况不同。
2020-03-19 astro-ph.HE
Constraining equation of state of neutron star using neutron star-black hole mergers
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本研究利用Bilby框架分析NSBH并合引力波数据，发现未来探测器需至少20次并合事件，方可清晰区分中子星物态方程。
2026-09-01 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the delay time distribution of binary neutron stars. II. Using the redshift distribution from third-generation gravitational wave detectors network
我们研究了当前和第三代引力波（GW）探测器的能力，以确定延迟时间分布（DTD）的双中子星（BNS）通过直接测量的BNS合并率作为红移的函数。我们假设的DTD遵循幂律分布的斜率$Γ$和最小合并时间$t_{\rm min}$，也允许每单位恒星质量的整体BNS形成效率变化。通过卷积的DTD和质量效率与宇宙恒星形成的历史，然后与GW探测器的能力，我们探索两个相关的制度。首先，对于目前这一代的GW探测器，这是只敏感的本地宇宙，但可以通过识别电磁同行和宿主星系，导致精确的红移测定，我们表明，DTD参数强烈退化的未知质量效率，因此不能确定唯一的。第二，对于第三代探测器，如爱因斯坦望远镜（ET）和宇宙探测器（CE），这将检测BNS合并在宇宙学距离，但与红移的不确定性固有的GW只检测（$δ(z)/z\approx 0.1z$），我们表明，DTD和质量效率可以很好地约束到10%以上的一年的观测。这种通过直接映射BNS合并红移分布来确定DTD的长期方法将通过$z\approx 0$的BNS合并宿主星系的特性对DTD进行更多的短期研究来补充（Safarzadeh & Berger 2019）。
2019-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Neutron star natal kicks: Collisions, $μ$TDEs, faint SNe, GRBs and GW sources with preceding electromagnetic counterparts
基于对中子星的高速度观测，我们认为中子星（NS）在诞生时受到了明显的速度反冲。这种出生踢被认为在双NS系统的演化中起着重要的作用。对NS的反冲（加上NS前身的超新星爆炸造成的质量损失）可能导致双星破裂或导致双星轨道性质的显着变化。在这里，我们详细探讨了动态后果的出生踢二进制系统，确定其可能的结果，并描述其相对频率，利用分析参数和详细的人口合成模型。在一小部分情况下，反冲可能会使NS以这样的轨迹与双星伴星碰撞，或者通过足够接近的距离以破坏它（微潮汐破坏事件; $μ$ TDE），或者它可能被潮汐捕获到一个接近的轨道，最终形成X射线双星。我们计算了碰撞后直接碰撞的速率和Thorne-Zytkow天体或长伽玛暴的可能产生率，估算了X射线双星的形成率，并确定了$μ$ TDEs和由NS破坏白矮星产生的暗超新星的速率。最后，我们建议，出生踢可以产生BH NS双星非常短的引力波合并时间，可能会引起一种新的类型的迅速出现的eLISA引力波（GW）源，以及生产aLIGO二进制合并GW源与一个独特的（可能类型Ib/c）超新星电磁对应物之前的GW合并。
2016-09-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
BH-BH mergers with & without EM counterpart: A model for stable tertiary mass transfer in hierarchical triple systems
本文建立分级三体中第三星向内层双黑洞稳定转移质量的解析与星族合成模型，量化其高引力波并合效率、本地并合率及电磁对应体比例。
2024-09-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Predicting Short-duration GRB Rates in the Advanced LIGO Volume
本文通过构建概率性sGRB世界模型，预测aLIGO体积内短时标伽马射线暴与引力波的联合探测率，发现邻近sGRB喷流更宽，并给出在轴与离轴事件的年关联率预测。
2023-03-12 astro-ph.HE
Measuring the spins of heavy binary black holes
要了解它们的起源，就需要对合并中的各个黑洞的自旋进行精确的测量。虽然以前的研究表明，大部分的自旋信息来自于信号的inspiral部分，但对重双星黑洞系统GW 190521的信息自旋测量表明，合并和环降可以对这种大质量系统的自旋约束做出显着贡献。我们使用一个包含自旋诱导进动和高阶模影响的数值相对论替代波形模型对单个重双星黑洞合并的自旋参数的可测性进行了系统的研究。我们发现GW190521类系统的自旋测量是由信号的合并和衰荡部分驱动的，但测量的不确定性随着系统的总质量而增加。即使对于在中等信噪比下观察到的系统，我们也能够对自旋参数进行有意义的约束，但可测量性取决于系统的精确六维自旋构型。最后，我们发现，在一个给定的参考频率的组件自旋矢量的平面内的投影之间的方位角不能很好地测量我们的模拟配置，即使是高信噪比观察到的信号。
2021-11-16 astro-ph.HE gr-qc
GRB/GW association: Long-short GRB candidates, time-lag, measuring gravitational wave velocity and testing Einstein's equivalence principle
短持续时间的伽马射线暴（SGRB）被广泛认为是由致密双星的合并提供动力的，例如中子星双星或可能的中子星-黑洞双星。虽然利用先进的激光干涉引力波天文台（LIGO）/VIRGO网络探测具有引力波（GW）信号的SGRB的前景是有希望的，但在预期的先进LIGO/VIRGO灵敏度范围内，还没有发现已知的SGRB。然而，我们发现，两个长短GRB（GRB 060505和GRB 060614）可能是在先进的GW探测器的视野。在即将到来的GW天文学时代，一些长短GRB的合并起源，如GRB 060614中显示的macronova签名所青睐的，可以明确地测试。模型依赖的时间滞后之间的合并和发病的伽玛射线暴的即时排放的估计。在模型预测和GW天文学时代预期的真实数据之间的这种时间滞后的比较将有助于揭示在中央引擎发生的物理过程（包括相对论流出的发射，合并期间喷射的致密物质流出的出现，以及伽马射线的辐射）。我们还表明，GWs的速度，有或没有爱因斯坦的等效原理的同时测试，可以直接测量到$\sim 3\times 10^{-8}~{\rm cm~s^{-1}}$的精度，甚至更好的先进的LIGO/VIRGO时代。天体物理学杂志，卷
2016-08-11 astro-ph.HE gr-qc
Great Impostors: Extremely Compact, Merging Binary Neutron Stars in the Mass Gap Posing as Binary Black Holes
如果单个致密伴星的质量落在所谓的$3-5\ M_\odot$的质量隙内，那么我们能区分正在合并的双黑洞和双中子星吗？对于中子星，实现这样的质量通常需要极端的紧凑性，在这项工作中，我们提出的初始数据和演化的二进制中子星最初在quasiequilibrium圆形轨道具有紧凑性$C=0.336$。它们是迄今为止构造和演化的最紧凑、非真空、准平衡的双星，包括玻色子星。所达到的紧凑性仅略小于由因果关系所强加的最大可能性$C_{\rm max}=0.355$，它要求声速小于光速。通过比较从螺旋晚期到合并和合并后阶段的引力波形，我们确定了用于区分它们的具体测量结果。在这样的致密程度下，双中子星直到合并之前都不会出现潮汐分裂，因此在共同的核心形成之前就开始了迅速的坍缩。在我们的模拟的准确性，从这两个双星的黑洞残余物表现出振铃辐射，是无法区分的扰动克尔时空。然而，它们的螺旋导致相位差的数量级$\sim 5$拉德超过$\sim 81$公里的分离（1.7轨道），而典型的中子星表现出相位差的$\geq 20$拉德。虽然$\sim 5$ rad的差可以通过当前的引力波激光干涉仪（例如，aLIGO/Virgo），单个质量和自旋的不确定性可能会阻止区分这种紧凑的大质量中子星和黑洞。
2020-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Scope out multiband gravitational-wave observations of GW190521-like binary black holes with space gravitational wave antenna B-DECIGO
引力波事件GW 190521是迄今为止地面引力波天文台LIGO/Virgo观测到的最大质量的双黑洞合并。虽然观测到的引力波信号主要在合并和衰荡阶段，但类GW 190521双星的螺旋引力波信号在低频波段将更容易被天基探测器观测到。此外，随着下一代（3G）地基探测器的出现，高频段的振铃引力波信号将更加响亮，显示出多波段引力波观测的巨大潜力。在本文中，我们探讨了多波段观测GW 190521类双星的科学潜力与毫赫兹引力波天文台：LISA，分贝天文台：B-DECIGO，（下一代）百赫兹天文台：aLIGO和ET。在准圆演化的情况下，LISA、B-DECIGO和ET的三带观测对分量黑洞质量和自旋振幅的参数估计误差在1% -10%量级。这将使广义相对论在强场中的一致性检验具有无与伦比的精度，特别是在“B-DECIGO + ET”观测中。在偏心演化的情况下，“B-DECIGO + ET”观测的多波段信噪比在合并前的五年观测中将大于100，即使最终偏心率很高。
2021-12-27 astro-ph.HE gr-qc
GW200115: a non-spinning black hole -- neutron star merger
GW 200115是第二次通过引力波探测到的黑洞和中子星的合并。对信号的推断允许一个大的黑洞自旋与轨道角动量不一致，但对对齐的自旋值几乎没有支持。我们表明，这是一个自然的结果，测量的参数的黑洞-中子星二进制与非自旋组件，同时假设先验的LIGO-Virgo-KAGRA分析。我们认为，一个先验的，非旋转的二进制更符合目前的天体物理学的理解。
2021-11-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Measuring Mass and Radius of the Maximum-mass Nonrotating Neutron Star
本研究提出通过分析第二代黑洞与中子星并合事件，利用第三代引力波探测器测量约100次事件，以约0.01太阳质量和0.6公里的精度确定最大质量非旋转中子星的质量与半径。
2023-12-22 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Can we measure the collapse time of a post-merger remnant for a future GW170817-like event?
测量中子星合并残留物的坍缩时间可以为极端物质的物理学提供信息，并改善短伽马射线暴和相关千诺瓦的建模。合并后残留物的寿命直接影响到短伽马射线暴的喷射发射机制。我们开发并测试了一种方法来测量合并后残留物的崩溃时间。我们发现，在$\sim\!40\,$ Mpc的GW170817类事件，爱因斯坦望远镜与宇宙探测器网络需要检测$\sim\!10\,$ ms的崩溃时间。对于一个两个检测器网络在A+设计灵敏度，合并后的残留物与$\sim\!10\,\mathrm{ms}$崩溃时间必须是$\lesssim 10\,$ Mpc是可测量的。如果我们包括提议的中子星极端物质观测站（NEMO），这将增加到$\sim\!18-26\,$ Mpc，有效体积将增加$\sim\!30$倍。
2021-06-08 astro-ph.HE gr-qc
Post-Newtonian Dynamics in Dense Star Clusters: Formation, Masses, and Merger Rates of Highly-Eccentric Black Hole Binaries
使用国家的最先进的球状星团的动力学模拟，包括辐射反应在黑洞遇到和团簇形成的宇宙学模型，我们创建一个现实的人口动态形成的二元黑洞合并跨越宇宙空间和时间。我们发现，在本地宇宙中，这些双星的10%的形式作为在混沌共振遇到的结果之间的引力波发射的未绑定的黑洞，这些事件中大约有一半的偏心率检测到目前的地面引力波探测器。发生在星系团内部的合并通常比许多Gyrs前从星系团中喷出的双星质量要小。从球状星团捕获的引力波对本宇宙双星合并速率的贡献为1-2 Gpc^-3 yr^-1，在z~3处增加到~10 Gpc^-3 yr^-1。最后，我们讨论了一些技术上的困难与后牛顿散射遇到，以及如何小心必须采取测量的二进制参数在动态捕获。
2018-11-15 astro-ph.HE
Determining the Hubble Constant with AGN-assisted Black Hole Mergers
本研究提出利用活动星系核（AGN）盘内的黑洞并合事件，借助其电磁信号或AGN低数密度特性识别宿主星系，通过引力波测量哈勃常数$H_0$，预计五年内可达到与中子星并合相当的测量精度，显著提升现有引力波测量水平。
2023-12-05 astro-ph.HE
