The failure of the Fisher Matrix when including tidal terms: Considering construction of template banks of tidally deformed binary neutron stars
最近的引力波观测已经开始限制中子星的内部物理。然而，目前对中子星系统的探测研究假设潜在的中子星是低质量的黑洞，忽略了由于中子星内部物理对引力波信号的任何影响。我们希望建立一个包含潮汐变形效应的二元中子星波形模板库。然而，我们发现，Fisher矩阵，这是常用的近似匹配计算时，放置模板银行，是不适合预测两个二进制中子星波形之间的匹配。我们发现，Fisher矩阵可以预测错误的失配大于$100\%$时，试图识别波形与匹配的$0.97$。我们探讨的制度中，费舍尔矩阵不能被信任，并检查为什么它打破。我们证明，包括高阶项的泰勒级数展开的匹配可以可靠地计算这些例子的匹配，但它是令人望而却步的计算昂贵这样做。最后，我们证明了随机放置仍然可以用来构建潮汐变形中子星波形的模板库。
2021-08-11 gr-qc
Tidal effects in the total flux and waveform in massless scalar-tensor theories to, respectively, relative 2PN and 1.5PN orders
Laboratoire d’étude de l’Univers et des phénomènes eXtrêmes (LUX), Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, CNRS（极端宇宙与现象实验室，巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，法国国家科学研究中心）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院宇宙理论物理中心）
研究在标量-张量理论中，双星系统中中子星因伴星和标量场的潮汐变形对引力波信号的影响，计算总能量通量和波形相位的修正，以2PN和1.5PN阶精度分析潮汐可变形性对信号的贡献。
2026-04-17 gr-qc
A Family of Gravitational Waveforms from Rapidly Rotating Neutron Stars
本文描述了快速旋转的中子星产生的引力波形的拟合公式（例如，新形成的核心崩溃的超新星），因为它演变从一个初始的轴对称配置向三轴椭球。
1999-02-22 gr-qc
Follow-up analyses of the binary-neutron-star signals GW170817 and GW190425 by using post-Newtonian waveform models
针对双中子星信号GW170817和GW190425，聚焦旋进阶段用后牛顿波形模型重新分析，研究$\tildeΛ$估计的系统差异，发现质点模型无显著差异、潮汐后牛顿阶影响小，还给出状态方程约束，为波形建模提供参考。
2025-04-17 gr-qc
Closed-form tidal approximants for binary neutron star gravitational waveforms constructed from high-resolution numerical relativity simulations
我们构造了含潮汐效应的双中子星并合引力波形。该方法依赖于一组新的偏心减少和高分辨率数值相对论（NR）模拟，并由三个步骤组成。首先，从时域NR数据中提取对GW阶段的潮汐贡献。其次，这些贡献被用来固定高阶系数的有效和图解后牛顿表达式。第三，利用定相近似建立频域潮汐近似。我们的潮汐近似是有效的，从低频率到强场制度和合并。它们可以被解析地添加到任何二元黑洞GW模型中，以获得二元中子星波形，无论是在时域还是在频域。这项工作提供了简单，灵活，准确的模型准备用于搜索和参数估计的二元中子星事件。
2018-07-05 astro-ph.HE gr-qc
Matter imprints in waveform models for neutron star binaries: tidal and self-spin effects
对两颗中子星合并产生的引力波和电磁波的联合观测标志着引力波（GW）多信使天文学的开始。准确的引力波形模型的发展是一个至关重要的先决条件，以提取有关产生检测到的GW信号的二进制系统的属性的信息。在双中子星系统（BNS）中，潮汐效应也需要纳入到一个准确的波形表示的建模。建立在以前的工作[Phys.Rev.D96 121501]，我们探索的性能，通过增加一个数值相关性（NR）为基础的近似的潮汐部分的定相（NRTidal）现有的模型nonprecessing和precessing二进制黑洞系统（SEOBNRv4，PhenomD和PhenomPv2），在LSC算法库套件中实现的吸气合并波形模型。将得到的BNS波形与混合NR波形的目标波形进行比较和对比，覆盖最后的大约100个波形。10轨道合并和延伸通过合并后的阶段，与inspiral波形计算从30 Hz获得TEOBResumS。后者是一个最先进的有效单体波形模型，融合了潮汐和自旋效应。我们探测基于PN的自旋项和NRTidal描述的组合对于获得相对于目标波形的最小失配（< 0.01）和相位差（< 1 rad）是必要的。然而，我们也讨论了可能的改进和缺点的NRTidal近似在其目前的形式，因为我们发现，它往往高估的潮汐相互作用相对于TEOBResumS模型在螺旋。
2018-04-06 astro-ph.HE gr-qc
New and Robust Gravitational-Waveform Model for High-Mass-Ratio Binary Neutron Star Systems with Dynamical Tidal Effects
本研究提出含动力学潮汐效应的双中子星引力波形模型NRTidalv3，依托更多数值相对论数据校准，适配高质量比系统与更广物态方程，集成于LALSuite，经对比验证有效，对GW170817等事件的参数估计结果与既往研究一致。
2024-07-16 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waveforms for neutron star binaries from binary black hole simulations
来自双中子星（BNS）和黑洞/中子星（BHNS）螺旋的引力波是高级激光干涉仪引力波天文台检测的主要来源。作用在中子星上的潮汐力引起引力波形相位演化的变化，这些变化可以用来约束核物质状态方程。产生BNS和BHNS波形的当前方法依赖于计算上具有挑战性的全3D流体动力学模拟或近似解析解。本文介绍了一种新的计算BNS/BHNS系统螺旋波形的方法，该方法将后牛顿（PN）潮汐效应加入到二元黑洞（BBH）的全数值模拟中，有效地用BBH结果代替了PN展开中的非潮汐项.将用这种方法产生的波形与BNS内旋的完整流体动力学模拟进行比较，得到在$\sim 15$轨道上$<1$弧度的相位差。BNS模拟所需的数值相位精度来衡量我们在这里提出的方法的准确性估计为潮汐变形参数$λ$的函数。
2016-02-25 gr-qc
Effective-one-body model for coalescing binary neutron stars: Incorporating tidal spin and enhanced radiation from dynamical tides
本文提出纳入潮汐自旋及其轨道反作用和有限频率辐射修正的有效单体波形模型，揭示忽略潮汐自旋会导致0.3-4弧度相位误差，并扩展了高背景自旋区域的动力学描述。
2025-03-07 gr-qc
Waveform systematics for binary neutron star gravitational wave signals: effects of the point-particle baseline and tidal descriptions
引力波（GW）天文学巩固了其作为揭示宇宙中致密双星性质的新观测窗口的作用。特别是，第一个双星中子星合并的发现，GW 170817，导致了一些科学突破，因为有可能对超核密度的冷物质的状态方程施加限制。这些约束条件和基于它们的所有科学结果需要描述GW信号的精确模型，以从测量信号中提取源属性。在这篇文章中，我们研究潜在的系统偏差在提取源参数使用不同的描述，点粒子动力学和潮汐效应。我们发现，对于所考虑的情况下，质量和自旋恢复显示几乎没有系统的偏见相对于所选择的波形模型。然而，提取的潮汐效应可以强烈的偏见，我们发现一般后牛顿近似预测中子星具有更大的变形能力和半径比数值相对论调整模型。值得注意的是，在潮汐定相的后牛顿秩序的增加不会导致单调变化的估计属性。我们发现，对于强度类似于GW 170817的信号，但观察到的设计灵敏度，估计的潮汐参数可以根据所采用的潮汐波形近似描述的两个以上的因素不同。这表明目前需要开发更好的波形模型，以从即将到来的GW检测中可靠地提取源属性。
2018-10-09 astro-ph.HE gr-qc
An aligned-spin neutron-star--black-hole waveform model based on the effective-one-body approach and numerical-relativity simulations
继LIGO和Virgo探测器发现了双星黑洞和中子星的引力波之后，中子星-黑洞是下一类自然观测的双星系统。在这项工作中，我们开发了一个波形模型对齐自旋中子星-黑洞（NSBHs）结合BBH基线波形（可在有效的单体方法）与潮汐效应的唯象描述（从数值相对论模拟中提取），并纠正在后期inspiral，合并和ringdown的幅度来解释NS潮汐破坏。我们校准的振幅校正使用NSBH波形与SpEC和SACRA代码。使用NS质量在$1.2-1.4 M_\odot$范围内的模拟来校准该模型，潮汐变形高达$4200$（对于1.2 $M_\odot$ NS），并且无量纲BH自旋幅度高达0.9。基于所使用的模拟，并检查产生的敏感波形，我们建议我们的模型与NS质量范围$1\mbox{--}3 M_\odot$，潮汐变形$0\mbox{--}5000$，BH自旋幅度高达$0.9$。我们还验证了我们的模型对两个新的，高度准确的NSBH波形BH自旋0.9和质量比3和4，其特征在于潮汐中断，产生SpEC，并找到非常好的协议。我们发现，这将是具有挑战性的先进的LIGO-Virgo-探测器网络在设计灵敏度，以区分不同的源类。我们在零噪声下对一个合成的数值相关性信号进行参数估计，以研究参数偏差。最后，我们重新分析了GW 170817，假设它是一个NSBH。我们没有找到区分BNS和NSBH假设的证据，但是在NSBH假设下，质…
2021-02-21 gr-qc
Phenomenological gravitational waveform model of binary black holes incorporating horizon fluxes
本研究构建了纳入潮汐加热效应的频域双黑洞引力波形模型，通过校准IMRPhenomD的相位和振幅修正，提升了与数值相对论数据的一致性，为引力波数据分析提供了更精准的波形模板。
2024-12-12 gr-qc
Waveform systematics in the gravitational-wave inference of tidal parameters and equation of state from binary neutron star signals
来自双中子星凝聚体的引力波信号在其潮汐特征中携带着恒星状态方程的信息。潮汐参数（或直接状态方程）的推断中的一个主要问题是由波形近似引入的系统误差。我们使用自下而上的方法，规范不变的相位分析和Fisher信息矩阵的基础上，研究波形系统学，并帮助识别参数估计的偏差。15个不同的二进制模拟分析表明，在当前的波形模型的系统性占主导地位的信噪比（SNR）${\gtrsim} 80$的统计误差。这意味着推断简化潮汐参数的偏差大于统计$90\%$可分辨间隔。例如，中子星半径可以在信噪比为80时限制在${\sim} 5\%$水平，而系统学可以在${\sim} 10\%$水平。我们将我们的方法应用于GW 170817（SNR ${\sim}30$），并确认不存在显著的系统效应。使用最佳的频率范围的分析，我们估计的中子星半径为$12.5^{+1.1}_{-1.8}\,$公里。后者是一致的电磁通知之前和最近的NICER测量。探索SNR ${\gtrsim}100$鉴于第三代检测器，我们发现，所有目前的波形模型导致至少1-西格玛的差异，在减少潮汐参数的推断（对于后者的任何值）。我们的结论是，目前的波形模型，包括那些从数值相对论，是不足以推断状态方程的最响亮的（和潜在的最翔实的）事件，将观察到先进的和第三代探测器。
2020-09-17 astro-ph.HE gr-qc
Effective-one-body waveforms for binary neutron stars using surrogate models
对中子双星系统的引力波观测可以提供有关中子星的质量、自旋和结构的信息。然而，这需要精确且计算高效的波形模型，其需要<1秒的时间来评估，以用于执行10^7 - 10^8波形评估的贝叶斯参数估计代码。我们提出了一个代理模型的nonspinning有效单体波形模型与l = 2，3，和4潮汐多极矩再现波形的二进制中子星的数值模拟合并。该替代物是从有效单体波形幅度和相位数据的紧凑集合构建的，每个数据形成减少的基础。我们发现，12个振幅基元和7个相位基元足以重建起始频率为10 Hz的任何二进制中子星波形。替代品的最大误差为3.8%的振幅（0.04%，不包括合并前的最后100米）和0.043弧度的相位。在LIGO算法库中实现的版本对于30 Hz的起始频率需要~0.07s进行评估，对于10 Hz的起始频率需要~0.8s进行评估，相对于原始Matlab代码，加速因子为~10^3 - 10^4。这使得参数估计代码运行在几天到几周，而不是几年，我们证明了这一点与嵌套采样运行，恢复质量和潮汐参数的模拟二元中子星系统。
2016-10-15 gr-qc
Extracting equation of state parameters from black hole-neutron star mergers: aligned-spin black holes and a preliminary waveform model
黑洞-中子星系统通过潮汐相互作用和可能的中子星潮汐扰动，将中子星状态方程的信息编码在系统的波形中。在上升过程中，这些信息依赖于中子星的潮汐变形能力λ，并且发现在合并和衰荡过程中，λ也是最好的测量参数。我们进行了134次模拟，系统地改变了状态方程以及质量比、中子星质量和黑洞的对齐自旋。使用这些模拟，我们已经开发了一个完整的吸气合并振铃波形校准到这些数值波形的分析表示，我们使用这个分析波形来估计的精度，可以用引力波探测器测量的λ。我们发现，虽然inspiral潮汐信号很小，相干结合这个信号与合并振铃物质效应提高了λ的可测量性的一个因素~3，只使用合并振铃物质效应单独。然而，合并所有波形参数之间的相关性则将Lambda的可测量性降低约3倍。λ的不确定性随质量比的增加而增加，但随黑洞自旋的增加而减小。总的来说，一个先进的LIGO探测器可以测量质量比Q = 2--5，黑洞自旋J_BH/M_BH ^2 = -0.5--0.75，中子星质量M_NS = 1.2M_sun--1.45M_sun，最佳定向距离为100 Mpc，不确定度为~10%--100%。对于拟议中的爱因斯坦望远镜，λ的不确定性要小一个数量级。
2013-03-25 gr-qc
Impact and detectability of spin-tidal couplings in neutron star inspirals
来自双中子星合并的引力波信号带有合并体的变形性质的印记，然后是中子星的状态方程。在这些事件中发射的波形的当前模型中，潮汐变形的贡献被编码在一组参数中，潮汐Love数。更精细的模型包括潮汐旋转耦合，由一组额外的参数描述，旋转潮汐勒夫数，出现在波形中的$6.5$后牛顿顺序。对于自旋大$\sim0.1$的中子星，我们表明，忽略潮汐旋转耦合可能会导致第三代引力波探测器的参数估计的显着错误。通过执行Fisher矩阵分析，我们评估旋转潮汐Love数的可测量性，表明它们在波形中的贡献可以由第三代探测器测量。我们的研究结果表明，目前的潮汐变形模型在晚涡应改进，以避免波形系统和提取可靠的信息，从引力波信号观测到的下一代探测器。
2022-04-26 astro-ph.HE gr-qc
Tidal contributions to the full gravitational waveform to the second-and-a-half post-Newtonian order
本文针对准圆轨道无自旋致密双星，提出将绝热潮汐效应纳入引力波振幅计算至第二点五后牛顿阶的方法，可准确描述波形并提供能流及相位演化数据，助力有效单体模型改进。
2025-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Beyond the linear tide: impact of the non-linear tidal response of neutron stars on gravitational waveforms from binary inspirals
合并中的中子星中的潮汐相互作用改变了螺旋的动力学，因此以额外相移的形式在它们的引力波（GW）信号上留下了印记。我们需要准确的潮汐相移模型，以约束观测的超核状态方程。在以前的研究中，GW波形模型通常是通过将潮汐视为对扰动潮汐场的线性响应来构建的。在这项工作中，我们将非线性校正，由于流体动力学三，四模式的相互作用，并显示它们如何可以提高波形模型的准确性和解释能力。我们建立和数值求解耦合的轨道和模式的微分方程，并解析推导出系统的平衡配置的解决方案。我们的分析解决方案同意与数值的合并，只涉及代数关系，允许快速相移和波形评估不同的状态方程在一个大的参数空间。我们发现，在牛顿阶，非线性流体的影响，可以提高潮汐相移$\gtrsim 1\,{\rm radian}$在GW频率为1000 Hz，相应的$10-20\%$校正的线性理论。合并附近的附加相移的规模是一致的数值相对论和理论预测，只占线性潮汐之间的差异。因此，在解释数值相对论的结果以及为当前和未来的GW探测器构建波形模型时，非线性流体效应非常重要。
2023-01-06 astro-ph.HE gr-qc
Systematic and statistical errors in a bayesian approach to the estimation of the neutron-star equation of state using advanced gravitational wave detectors
先进的地面引力波探测器能够测量双中子星系统中的潮汐影响。在这项工作中，我们报告的统计不确定性测量潮汐变形与完整的贝叶斯参数估计实现。我们展示了如何同时测量啁啾质量和潮汐变形可以用来约束中子星状态方程。我们还研究了波形建模偏差和个别情况下的检测器噪声对这些测量的影响。我们特别发现，后牛顿波形族之间的系统误差可以显着偏置潮汐参数的估计，从而激励波形模型，在高频率更可靠的持续发展。
2014-02-20 gr-qc
Waveform systematics in gravitational-wave inference of signals from binary neutron star merger models incorporating higher order modes information
本研究通过注入实验分析了双中子星合并参数估计中两个最佳波形模型NRHybSur3dq8Tidal和TEOBResumS的系统性差异，发现对第二代探测器可观测的低振幅信号，模型差异在部分源中显著。
2024-04-25 gr-qc
Simulations of rotating neutron star collapse with the puncture gauge: end state and gravitational waveforms
本文采用新的3+1相对论数值模拟方法，采用爱因斯坦方程的Z4 c公式，移动穿刺规范条件和广义相对论流体力学的保守网格加密方案，重新研究了旋转中子星到黑洞的引力坍缩.坍缩的最终状态相比，从旋转穿刺的初始数据的演变产生的真空时空。使用局部分析的度量场，我们证明了这两个时空实际上同意。详细分析了引力波波形。利用简化的时空图将辐射发射与坍缩动力学联系起来，讨论了其波形结构与黑洞微扰理论波形结构的相似性。
2015-06-23 gr-qc
Role of dense matter in tidal deformations of inspiralling neutron stars and in gravitational waveform with unified equations of state
本文进一步研究了致密物质性质在冷非吸积中子星潮汐形变中的作用。本文用M-M统一状态方程组计算了重电Love数$k_\ell$和重磁Love数$j_\ell$ ~ $\ell=5$。它们的相对重要性和它们的灵敏度的对称性能量和中子物质的刚度进行了数值评估。本文还讨论了它们对双星中子星吸气辐射引力波信号相位的影响。
2021-02-03 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Tidal dissipation in binary neutron star inspirals from hyperon bulk viscosity: Phase modeling and parameter estimation bias
针对双中子星并合中由超子体粘滞引起的潮汐耗散，提出唯象相位模型并纳入波形，通过贝叶斯估计证明其可消除高质量中子星潮汐形变测量的系统性偏差。
2025-09-27 gr-qc
Efficient fully precessing gravitational waveforms for binaries with neutron stars
本研究构建了适用于含中子星的致密双星的高效频域进动波形，考虑中子星自旋诱导四极矩导致的χ_eff不守恒，在90%以上构型下与数值演化波形失配度极低，可用于质量间隙天体及黑洞模仿体检验。
2022-12-19 gr-qc
Extreme Love in the SPA: constraining the tidal deformability of supermassive objects with extreme mass ratio inspirals and semi-analytical, frequency-domain waveforms
本文通过未来LISA任务对一个超大质量致密天体inspiral~（EMRI）的极端质量比的探测，对该天体的勒夫数潮汐测量精度进行了评估。非零的勒夫数将是偏离广义相对论经典黑洞预测的确凿证据。我们发现，一个EMRI检测LISA可以设置约束的潮汐勒夫数的旋转中心对象与无量纲自旋$\hat a=0.9$（$\hat a=0.99$），这是大约四（六）个数量级更严格的比目前的地面探测器的恒星质量的双星。我们的方法是基于固定相位近似，以获得近似的，但准确的半解析的EMRI波形在频域中，这大大加快了高精度的费舍尔信息矩阵的计算。这种方法可以很容易地扩展到其他几个重力与EMRI测试，并有效地考虑在同一时间的波形中的多个偏差。
2022-07-15 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Tidal reconstruction of neutron star mergers from their late inspiral
Indian Institute of Science Education And Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）
通过分析双中子星并合晚期进动阶段的引力波信号，研究有效自转与潮汐变形性之间的相关性，并提出高效提取潮汐信息的方法以指导电磁观测
2026-02-08 gr-qc
Surrogate model for an aligned-spin effective one body waveform model of binary neutron star inspirals using Gaussian process regression
快速而准确的波形模型对于测量诸如GW 170817等螺旋式双中子星系统的性质是必要的。我们提出了一个频域代理版本的对齐自旋二进制中子星的波形模型，使用有效的单体形式主义被称为SEOBNRv4T。该模型包括四极和八极绝热潮和动力潮。这里提出的版本是改进的自旋诱导的四极矩效应的列入，并完成了一个处方锥形的波形的端部定性地再现数值相对论模拟。该模型有14个内在参数。我们减少了它的维数，使用普遍的关系，近似所有的物质影响的领先四极潮汐参数。使用20 Hz的起始频率，时域模型的实现可能需要长达一个小时的时间来进行评估，这对于需要$O(10^7)$顺序波形评估的许多参数估计代码来说太慢了。因此，我们构建了一个快速和忠实的频域代理这个模型使用高斯过程回归。所得到的替代物对于Advanced LIGO探测器具有$4.5\times 10^{-4}$的最大失配，并且需要0.13 s来评估具有20 Hz起始频率的波形。最后，我们进行了一个端到端的测试，一组参数估计运行的替代品，并发现该替代品准确地恢复注入波形的参数。
2018-12-20 gr-qc
Measuring neutron star tidal deformability with Advanced LIGO: a Bayesian analysis of neutron star - black hole binary observations
Advanced LIGO对引力波（GW）的发现将我们带入了观测GW天体物理学的时代。致密双星仍然是LIGO的主要目标源，其中中子星-黑洞（NSBH）双星形成了一个重要的子集。来自NSBH源的GWs携带以下特征：（a）中子星在螺旋运动期间被其伴黑洞潮汐扭曲，以及（b）合并附近的潜在潮汐破坏。本文利用观测到的NSBH分裂并合的引力波信号，考虑到黑洞自旋的重要影响，对中子星潮汐形变$Λ_\mathrm{NS}\propto (R/M)^{5}$的可测量性进行了贝叶斯研究.首先，我们发现，如果非潮汐模板被用来估计源参数的NSBH信号，在非潮汐物理参数的估计中引入的偏差将只显着的响亮的信号与信噪比$> 30$。对于同样响亮的信号，我们还发现，我们可以开始对$Λ_\mathrm{NS}$施加有趣的约束（因子为1-2）。接下来，我们研究如何人口的现实NSBH检测将改善我们的测量中子星潮汐变形。对于天体物理种群的$disruptive$ NSBH合并，我们发现20-35事件足以约束$Λ_\mathrm{NS}$内$\pm 25-50\%$，这取决于所选择的状态方程。在这里，我们还假设LIGO将探测到质量在天体物理学$mass$ - $gap$范围内的黑洞。如果质量差距仍然保留在NSBH探测LIGO，我们估计，$25\%$ $additional$检测将提供可比的潮汐测量精度。在这两种情况下，我们…
2017-01-23 gr-qc
Measurability of the tidal deformability by gravitational waves from coalescing binary neutron stars
结合新的引力波形的长期（14- 16轨道）的数值相对论模拟与波形的有效一体（EOB）的形式主义合并的双中子星，我们构建混合波形和估计的无量纲潮汐形变的中子星，$Λ$，先进的引力波探测器的可测量性。我们集中在总质量为$2.7M_\odot$的等质量病例。我们发现，在假设的有效距离为$D_{\rm eff}=200$ Mpc的事件，在1- $σ$，2- $σ$和3- $σ$水平，先进的LIGO的无量纲潮汐变形性的可区分的差异将分别为$\approx 100$，400和800。如果真实的状态方程是刚性的，典型的中子星半径是$R \gtrsim 13 $ km，我们的分析表明，对于$D_{\rm eff}=200$ Mpc的事件，在2- $σ$水平上，半径将被限制在$\approx 1$ km之内.另一方面，如果真实的状态方程是软的，并且典型的中子星半径是$R\lesssim 12$ km，则很难从许多软的状态方程中缩小状态方程，尽管仍然可以将真实的状态方程与具有$R\gtrsim 13$ km的刚性状态方程区分开来。我们还发现，对于$D_{\rm eff}=200$ Mpc的事件，来自双中子星的引力波与来自无自旋双黑洞的引力波在2- $σ$以上的水平上是可以区分的. EOB形式主义，泰勒-T4，泰勒-F2近似作为inspiral波形模型的有效性也进行了检查。
2016-03-03 gr-qc
Analytic modelling of tidal effects in the relativistic inspiral of binary neutron stars
为了探测来自双中子星的引力波信号并提取核密度下物质状态方程的信息，需要将信号与一组精确的模板进行匹配。我们提出了两个最长的（到目前为止）广义相对论模拟的等质量的双中子星具有不同的紧凑度，C=0.12和C=0.14，并比较它们与潮汐扩展的有效单体（EOB）模型。$\simeq 22$ GW循环中的典型数值相位误差为$Δϕ\simeq \pm 0.24$ rad。通过校准只有一个参数（代表一个高阶放大的潮汐效应），EOB模型可以重现，数值误差内，两个数值波形基本上合并。相比之下，具有领先阶潮汐修正的第三个后牛顿泰勒-T4逼近式相对于数值波形相移了几个弧度。
2010-12-22 gr-qc
Impact of Higher-order Tidal Corrections on the Measurement Accuracy of Neutron Star Tidal Deformability
Pusan National University（釜山国立大学）；Extreme Physics Institute, Pusan National University（釜山国立大学极端物理研究所）
本文研究了高阶后牛顿潮汐修正对中子星潮汐变形性测量精度的影响，发现有效自旋增加可降低测量误差，且更刚性的物态方程有助于提高测量精度。
2025-02-04 gr-qc
Relevance of tidal effects and post-merger dynamics for binary neutron star parameter estimation
利用引力波观测来测量双中子星系统的性质需要精确的理论模型。然而，目前的模型是不完整的，因为它们没有考虑到这些系统的所有物理：一些忽略可能的潮汐效应，其他忽略自旋引起的轨道进动，没有现有的模型包括合并后制度一致。在这项工作中，我们探讨了两个物理成分的重要性：潮汐相互作用的inspiral和合并后阶段的印记。我们使用完整的inspiral合并合并后的波形构造的潮汐有效的一体化方法和数值相对论模拟信号，我们对标准的LIGO-Virgo分析的波形模型进行参数估计。我们发现，忽略潮汐效应不会导致明显的测量偏差的质量和自旋的典型观测（小潮汐变形和信噪比$\sim$ 25）。然而，随着增加的信噪比或潮汐变形的二元参数的估计有偏差。相反，对于我们所考虑的信噪比，合并后的机制对用电流探测器测量引力波没有影响。
2018-08-29 gr-qc
Statistical and systematic uncertainties in extracting the source properties of neutron star - black hole binaries with gravitational waves
由中子星黑洞合并发射的引力波编码了中子星和黑洞的关键特性--如它们的大小、最大质量和自旋。然而，物质的存在和高质量比使得从这些系统生成长而准确的波形很难与数值相对论，并且由于波形建模，对系统的不确定性知之甚少。我们模拟引力波从中子星黑洞合并的SpEC代码与最近的数值相对论代理NRHybSur 3dq 8 Tidal产生的数值相对论波形的杂交。使用一系列可用的波形系列分析这些信号，并报告统计误差和系统误差。我们发现，在一个网络的信噪比（SNR）为30，统计不确定性通常大于系统的偏移，而在SNR为70，这两个变得可比。个别黑洞和中子星的质量，以及质量比，通常是非常精确的测量，虽然不总是准确的高信噪比。在信噪比为30时，中子星的潮汐变形能力只能从上方被约束，而对于更响的源，它可以被测量并被约束远离零。在我们的模拟中，所有的中子星都是不自旋的，但是在任何情况下，我们都不能将中子星的自旋限制在小于$\sim0.4$（90%可信区间）。波形家族的后期螺旋已被调整专门为中子星黑洞信号通常产生最准确的表征源参数。他们的测量结果与使用针对双中子星调整的波形族获得的测量结果存在紧张关系，即使对于可能与双中子星和中子星黑洞合并相关的质量比也是如此。
2020-08-16 gr-qc
Tidal Deformability of Neutron Stars in Unimodular Gravity
幺模引力是相对于广义相对论的一个修正理论，其附加条件是度规的行列式是固定的。特别是，如果能量-动量张量不被强制单独守恒，一个新的几何结构出现了潜在的观测签名。本文在能量动量张量非守恒的假设下，研究了单模引力下致密星的潮汐形变。利用多面体模型计算了中子星的电型和磁型四极潮汐勒夫数。结果表明，随着非守恒参数的增加，电型潮汐勒夫数单调增加，而磁型潮汐勒夫数则单调减小。与已探测到的引力波事件的观测数据相比，一个小的负的非守恒参数是有利的。
2022-11-01 gr-qc
Improving the NRTidal model for binary neutron star systems
准确和快速的引力波模型对于提取产生引力波的致密双星系统的性质信息是必不可少的。在前人工作的基础上，我们提出了一个扩展的NRTidal模型的二元中子星（BNS）波形。这些升级包括：（i）一个新的封闭形式的表达潮汐贡献的GW阶段，其中包括进一步的分析知识，并校准到更准确的数值相对论数据比以前提供的;（ii）潮汐校正GW振幅;（iii）一个扩展的自旋扇区纳入方程的状态依赖有限大小的影响，在四极和八极的顺序;这些都出现在自旋-自旋尾项和自旋内自旋项中，都是在3.5PN。将新的描述加入到进动双星黑洞波形模型IMRPhenomPv 2中，得到了频域进动双星中子星模型.此外，我们还扩展了SEOBNRv4_ROM和IMRPhenomD对齐自旋双星黑洞的波形模型，改进了潮汐相位修正。针对新的IMRPhenomPv2_NRTidalv2近似，我们通过与数值相对论波形以及结合潮汐有效单体和数值相对论数据的混合波形的比较来测试模型。我们还检查一致性对潮汐有效单体模型在大区域的BNS参数空间。
2019-07-19 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Deformabilities of Neutron Stars in scalar-Gauss-Bonnet Gravity and Their Applications to Multimessenger Tests of Gravity
围绕着致密天体（如中子星和黑洞）的时空为研究强非线性动力学体系中的引力提供了一个极好的场所。在这里，强曲率的影响可以在我们可能用来研究引力的可观测量上留下印记。最近，NICER利用X射线提供了一个孤立中子星的质量和半径测量，而LIGO/Virgo则通过引力波测量了中子星的潮汐变形能力。这些测量结果可以用来检验中子星的潮汐变形性和致密性之间的关系，这些中子星在广义相对论中被认为是普适的。在这里，我们以（移位对称）标量高斯-邦尼特引力（由弦论的低能有效理论激发）为例，研究是否可以将NICER和LIGO/Virgo测量应用于普适关系来检验理论。为此，本文从理论上构造了该理论中的潮汐形变中子星解，并首次计算了潮汐形变。我们发现，在无量纲耦合常数一定的情况下，潮汐形变与紧致性之间的关系虽然不同于广义相对论中的关系，但仍具有普遍性.本文还给出了一个中子星的潮汐形变率\textbf{of}与另一个中子星的致密性之间的普遍关系，该关系可直接应用于LIGO/Virgo和NICER的观测。对于本文所考虑的状态方程，是否能用新的普适关系给标量Gauss-Bonnet引力下一个有意义的界仍然没有定论。然而，我们发现了一个新的界限，从脉冲星J 0740 +6620的质量测量，这是可比的其他现有的界限从黑洞观测。
2021-11-23 gr-qc
Gravitational waveforms from SpEC simulations : neutron star-neutron star and low-mass black hole-neutron star binaries
数值模拟得到的引力波形是测试和分析校准用于研究合并致密物体性质的波形模型的关键工具。在本文中，我们提出了一系列的高精度波形产生的SpEC代码系统涉及至少一个中子星。我们提供了第一次波形与亚弧度精度超过20个周期的低质量黑洞-中子星二进制文件，包括二进制文件与非旋转的对象，和二进制文件与快速旋转的中子星，最大限度地影响引力波信号的近共振增长的基本激发模式的中子星（f-模式）。我们还提供了第一次与SpEC高精度中子星-中子星波形。这些波形作为SxS目录的一部分公开提供。我们将我们的结果与目前在数据分析管道中实现的分析波形模型进行比较。对于大多数模拟，模型位于合并前最后几个轨道的预测数值误差之外，但没有显示出与数值结果的系统偏差：比较不同的模型似乎提供了合理的建模误差估计。唯一的例外是使用快速反向旋转的中子星的等质量模拟，以最大限度地提高f-模式的激发的影响，所有的模型表现不佳。然而，这是预期的，因为即使是考虑f-模式激发的单一模型也忽略了中子星自旋对f-模式激发频率的显著影响。
2018-12-17 astro-ph.HE gr-qc
Extending the Love-Q Relation to Rapidly Rotating Neutron Stars for Gravitational-Waveform Modelling
Universität Potsdam（波茨坦大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））
该研究将慢旋转近似下的Love-Q准普适关系扩展至快速旋转中子星，通过显式考虑自旋并校准数值四极矩，将中位绝对百分比误差降低66%，为第三代引力波探测器波形建模提供更精确描述。
2026-09-18 gr-qc
Tidal effects in gravitational waves from neutron stars in scalar-tensor theories of gravity
本研究对标量-张量引力下中子星双星并合引力波的潮汐效应展开计算，推导了一阶近似下的振幅模式与相位演化，量化了高斯耦合相关的潮汐效应，发现该理论下净潮汐引力波印记通常小于广义相对论结果。
2025-08-01 gr-qc
Reanalysis of the binary neutron star mergers GW170817 and GW190425 using numerical-relativity calibrated waveform models
我们重新分析引力波从双星中子星合并GW170817和GW190425使用数值相对论（NR）校准的波形模型，TF2+_京都模型，其中包括非线性潮汐项。对于GW170817，通过对二元潮汐变形性$\tildeΛ$施加均匀先验，对于$f_\mathrm{max}=1000$和$2048~\mathrm{Hz}$的情况，$\tildeΛ$的对称$90\%$可信区间分别估计为$481^{+436}_{-359}$和$402^{+465}_{-279}$，其中$f_\mathrm{max}$是分析中的最大频率。我们还使用其他波形模型重新分析了该事件：两个后牛顿波形模型（TF2_PNTidal和TF2+_PNTidal），TF2+_NRTidal模型是另一个NR校准波形模型，及其升级，TF2+_NRTidalv2模型。虽然估计的参数以外的$\tildeΛ$是广泛一致的各种波形模型，我们的研究结果表明，估计的$\tildeΛ$依赖于波形模型。但是，差异小于统计误差。对于GW190425，我们只能得到很少的关于双星潮汐变形能力的信息。随着探测器和事件数量的增加以及探测器灵敏度的提高，NR校准波形模型之间的系统差异对于测量$\tildeΛ$将变得显著。
2020-10-08 astro-ph.HE gr-qc
Aligned spin neutron star-black hole mergers: a gravitational waveform amplitude model
黑洞与中子星并合时发出的引力辐射与两个黑洞在中子星未被潮汐扰动时的辐射非常相似。当潮汐破裂发生时，重力波形可以大致分为两组，这取决于破裂物质的空间范围。扩展我们中的一些人以前的工作，在这里，我们提出了一个唯象模型的引力波振幅在频域中包含三种可能的结果合并：没有潮汐中断，“温和”和“强”潮汐中断。该模型被校准到134个广义相对论数值模拟的二进制的黑洞自旋是对齐或反对齐的轨道角动量。所有的模拟使用SACRA代码和分段多方中子星状态方程。本模型可用于确定黑洞的二元波形是足够的引力波探测，提取信息的状态方程从未来的引力波观测，以获得更准确的估计黑洞-中子星合并事件率，并确定这些系统的条件下，这些系统是可信的候选人作为中央引擎的伽马射线暴，macronovae和kilonovae。
2015-09-01 astro-ph.HE gr-qc
Tidal love number of neutron stars with conformal coupling
本文提出了利用实际物态方程的解析表达式来研究具有共形耦合的中子星。为了观察共形耦合对极型和轴型质量、半径和勒夫数的影响，导出了扰动和非扰动度规、标量场和物质压强的方程。数值分析和解析分析表明，通过改变模型中参数的值，我们的模型与GR的行为不同。我们还表明，对于一个特殊的情况下，标量场成为消失的恒星外，这将使我们有机会调查的行为潮汐爱数我们的模型。最后，利用普适关系式$C$ - $Λ$，将模型结果与中子星聚变产生的引力波信号结果进行了比较.
2021-10-27 gr-qc
Effective action approach to higher-order relativistic tidal interactions in binary systems and their effective one body description
在螺旋上升的中子星-中子星（或黑洞-中子星）双星系统中，引力波信号会受到潮汐耦合的影响。通过测量中子星的潮汐极化率参数，获得中子星物质状态方程的信息是引力波探测的一个重要科学目标。为了提取这条信息，需要对潮汐相互作用双星的运动和辐射进行精确的分析描述。通过对潮汐相互作用能的次-次-领先阶相对论修正，改进了对晚期螺旋动力学的解析描述。我们的计算是基于潮汐相互作用的有效作用方法，并在其转录内的有效单体形式主义。我们发现二阶相对论效应（相对论引力势$u=G(m_1 +m_2)/(c^2 r)$中的二次项）显著地增加了中子星的有效潮汐极化率，增加的幅度与距离有关，其形式为$1 + α_1 \, u + α_2 \, u^2 +...$，其中，对于等质量双星，$α_1=5/4=1.25$（如前所述）和$α_2=85/14\simeq6.07143$（如本文首次确定的）。我们认为，高阶相对论效应将导致进一步的放大，我们建议一个帕德型的方法来解释它们。我们建议通过比较分辨率外推的数值模拟的吸气双中子星，他们的有效的一个机构的描述来测试我们的结果。
2012-06-15 gr-qc
CoRe database of binary neutron star merger waveforms and its application in waveform development
我们介绍了计算相对论CoRe合作的引力波形的公共数据库从二进制中子星合并。该数据库目前包含367个波形，这些波形来自符合广义相对论的数值模拟，并采用满足流体动力学平衡初始数据的约束。它跨越164个物理上不同的配置，具有不同的二进制参数（总二进制质量，质量比，初始分离，离心率和恒星的自旋）和模拟物理。提供了在多个网格分辨率和提取半径下计算的波形，以控制数值不确定性。我们还发布了一组示例性的18个混合波形，这些波形是用最先进的有效单体模型构建的，跨越了先进的引力波探测器的频带。我们概述了目前和未来的应用程序的数据库引力波天文学。
2018-06-05 astro-ph.HE gr-qc
Accurate numerical simulations of inspiralling binary neutron stars and their comparison with effective-one-body analytical models
中子星双星系统是最有希望的引力波源之一。为了能够提取重要的信息，特别是关于核密度下的物质状态方程，有必要掌握预期波形的准确分析模型。根据我们最近的工作，我们在这里更详细地分析了两个广义相对论模拟跨越约20个引力波周期的螺旋等质量的双中子星具有不同的紧凑性，并比较它们与潮汐扩展的有效单体（EOB）的分析模型。后一个潮汐扩展EOB模型在分析上完整到1.5后牛顿水平，并且包含一个代表潮汐效应高阶放大的分析未确定参数。我们发现，通过校准这个单一的参数，EOB模型可以重现，数值误差内，两个数值波形基本上合并。相比之下，分析模型（无论是EOB，或泰勒-T4），不包括这样一个高阶放大的潮汐效应，建立一个退相相对于几个弧度的数值波形。
2011-10-12 gr-qc
Gravitomagnetic tidal currents in rotating neutron stars
最近的研究表明，旋转的致密天体在重力磁场作用下，即使理想化为与时间无关的磁场，也会产生动态响应。动力响应的特点是随时间变化的内部电流，它被怀疑是源于零频率g模式和r模式的潮汐力驱动。在本文中，我们提供了额外的见解的现象，通过检查潮汐响应的旋转体的框架内的后牛顿引力。这种方法使我们能够为这种现象建立一个直观的图像，这依赖于后牛顿引力和麦克斯韦电磁理论之间的密切类比。在这幅图中，重力磁潮汐场和天体自转速度之间的耦合自然会在天体内部产生不平衡的类洛伦兹力，而正是这种力导致了潮汐流。简单的流体方程在后牛顿设置允许我们提供一个完整的零频率模式的描述，并证明其在建立潮流的精确作用。我们估计这些电流的振幅，并发现，对于与LIGO相关的中子星双星，当旋转周期相当于100毫秒时，速度扰动的尺度以每秒公里为单位测量。这一估计表明，潮流可能对合并附近的中子星的物理有重大影响。
2017-01-31 gr-qc
Gravitomagnetic tidal effects in gravitational waves from neutron star binaries
包含中子星（或其他致密天体）的双星系统在合并时发出的引力波带有恒星内部状态方程的特征，特别是通过双星在螺旋阶段的潮汐变形的影响。在广义相对论中，后牛顿致密双星的首阶潮汐效应是由引力电潮汐场引起的质量四极矩引起的，而在这里，我们考虑引力磁潮汐场引起的电流四极矩引起的首阶潮汐效应。我们采用了一种有效的行动的方法来确定近区引力场和保守的轨道动力学，最初允许任意（不只是潮汐诱导）电流四极杆，我们的方法显着降低了计算的复杂性相比，以前推导的保守动力学的任意多极子。最后，我们计算的相位和（第一次）的模式振幅的引力波从一个准圆形的二进制inspiral，在机构的四极重力磁潮汐勒夫数（在绝热近似的潮汐线性响应系数）的重力磁潮汐的主要贡献。在相位中，重力磁潮汐被一个后牛顿秩序相对于重力电的抑制，但这并不总是这样的模式振幅。例如，在$(\ell,|m|)=(2,1)$和$(3,2)$模式下，它们以相同的前导顺序出现。
2018-05-18 gr-qc
Importance of tidal resonances in extreme-mass-ratio inspirals
极端质量比螺旋（EMRI）将是未来天基引力波探测器的重要来源。在最近的工作中，由附近恒星或黑洞的潮汐场引起的双星轨道演化中的潮汐共振已被确定为在极端质量比inspirals的背景下具有潜在的重要性。当描述轨道的三个轨道频率相当时，这些共振就会发生。在共振过程中，小天体的轨道参数经历一次跳跃，导致引力波形的相位发生变化。在本文中，我们把潮汐扰动作为固定的，并限制在赤道平面，并提出了第一个研究如何共同和重要的共振是在整个轨道参数空间。我们发现，很大一部分的inspirals遇到低阶共振的观测重要的制度。虽然潮汐共振的瞬时效应很小，但其对EMRI系统的重力波形的累积相位的影响可能是显着的，因为它在频带中的许多周期;我们估计，对于相当大一部分的源，这种影响是可以检测到的。对于几种低阶共振，我们还提供了潮汐共振引起的轨道运动常数变化的拟合公式。
2021-07-28 gr-qc
Waveform systematics for binary neutron star gravitational wave signals: Effects of spin, precession, and the observation of electromagnetic counterparts
提取发射引力波的双星系统的特性依赖于描述致密双星合并最后阶段的模型。在这篇文章中，我们研究潜在的偏见固有的旋转和旋进系统的电流潮汐波形近似。我们进行贝叶斯研究，以估计高自旋双中子星系统的内禀参数。我们的分析表明，一个必须包括四极形变的中子星由于其旋转一旦无量纲自旋以上$χ\sim 0.20$达到，否则提取的内禀参数系统偏置。我们发现，在先进的LIGO和处女座的设计灵敏度，它似乎不太可能为GW170817类似的来源，一个清晰的印记，将是可见的，在分析的信号，采用当前的波形模型。然而，对于自旋大于$χ>0.2$的不等质量构型，可能检测到进动效应。我们通过调查结合引力波和电磁探测的可能好处来完成我们的研究。电磁对应物的存在有助于降低参数空间的维数，并限制天空位置、源距离和倾斜度。然而，我们注意到，虽然在这些情况下，潮汐变形参数的估计有一个小的改善，内在参数的变化总体上是非常小的。
2019-05-08 gr-qc
Inferring the neutron star equation of state from binary inspiral waveforms
核密度以上的中子星物质的性质还不清楚。双中子星在螺旋和合并的后期阶段发射的引力波包含中子星状态方程的印记。测量偏离后期螺旋波形的点粒子极限允许通过引力波观测来测量状态方程的性质。这和一个同伴的谈话，由J。里德报告了一个数值波形的比较，从模拟的螺旋中子星双星，计算状态方程与不同的刚度。我们计算的信号强度的波形之间的差异，为各种委托和拟议的干涉引力波探测器，并表明，在1 kHz左右的频率观测将能够测量的紧凑性参数和约束可能的中子星状态方程。
2010-08-11 astro-ph.HE gr-qc
Exploring tidal effects of coalescing binary neutron stars in numerical relativity II: Longterm simulations
我们进行新的长期（15-16个轨道）的数值相对论的合并的二元中子星的模拟使用更新的爱因斯坦方程求解器，采用低偏心率的初始数据，和建模的中子星的分段多方状态方程。收敛性研究表明，我们的新结果收敛速度比三阶和使用确定的收敛阶，我们构建了一个外推的波形，估计的总相位误差应小于1弧度。然后，我们将外推的波形与最新的有效单体（EOB）形式主义计算的波形进行比较，其中考虑了所谓的潮汐变形性，更高的后牛顿修正和引力自作用力效应。我们发现，对于一个紧凑的中子星，其半径为11.1公里的二进制，由EOB形式主义的波形符合相当好的数值波形，使总相位误差小于1弧度的总相位的$\sim 200$弧度合并。相比之下，对于半径为13.6 km的较不致密的中子星双星，在最后几个波周期中，EOB和数值波形彼此不一致，导致总相位误差为$\sim 3$弧度。
2015-02-11 astro-ph.HE gr-qc
Error quantification and comparison of binary neutron star gravitational waveforms from numerical relativity codes
本文直接比较FIL与SpEC两个数值相对论代码的双中子星并合波形，发现二者在现有分辨率下完全一致、成本相当，且误差主要来自流体动力学演化。
2025-09-27 gr-qc
Gravitational Waveforms for Precessing, Quasicircular Compact Binaries with Multiple Scale Analysis: Small Spin Expansion
我们得到的分析重力波形在频域进动，准圆形紧凑的双星与小自旋，适用，例如，二进制中子星inspirals。首先，我们计算的进动方程，通过扩大在无量纲的自旋参数和使用多尺度分析，以分离的时间尺度得到的解析解。我们继续通过分析计算时域波形的傅立叶变换，通过固定相位近似。我们表明，后者是有效的小自旋系统。最后，我们表明，这些波形有很高的重叠数值波形通过直接集成的进动方程和离散傅立叶变换。由此产生的，分析波形的家庭是理想的探测和参数估计的引力波发射的吸入双中子星与地面探测器。
2013-09-29 gr-qc
Gravitational waveforms from binary neutron star mergers with high-order WENO schemes in numerical relativity
双中子星合并引力波形的理论模拟需要精确的相对论数值模拟。由于广义相对论流体动力学方案的精度较低以及$(3+1)$维模拟中可采用的网格分辨率，评估数值数据的收敛性和建立误差预算目前具有挑战性。在这项工作中，我们探讨了使用高阶加权基本无振荡（WENO）格式在中子星合并模拟和调查的准确性与这种方法得到的波形。我们发现，高阶WENO计划可以稳健地用于模拟吸气合并阶段，它们显着提高了评估的波形的误差预算相对于有限体积法。因此，高阶WENO格式可以有效地用于高质量的波形生产，也在未来的大规模调查的二进制参数空间。
2016-09-19 astro-ph.HE gr-qc
