X-ray spectra of black hole X-ray binaries with returning radiation
本文在盘-冕模型的灯柱状冕假设下改进黑洞X射线双星光谱计算，考虑直接辐射与返回辐射共同产生反射光谱，并自洽计算电离参数，展示不同状态下的模型预测并讨论局限与改进方向。
2024-11-26 astro-ph.HE gr-qc
A supplementary radiation-reaction force between two binaries
辐射--源自引力波（GW）发射的反作用力使双星非常接近，因此几乎是我们在GW干涉仪中观察到的所有合并的原因。我们证明了在引力相互作用的双星之间存在一个补充辐射-反作用力，特别是在GW辐射下改变了双星半长轴的衰变率。这种新的二元二元力在某些设置相同的数量级比通常的2.5PN力的孤立的二元，并提出了一些引人注目的功能，如依赖于延迟时间，即使在后牛顿制度，所有的速度是任意小。使用有效场论工具，我们提供了一般配置的力的表达式，并表明它在不同的限制之间的几个直观的结果插值。特别是，我们的公式推广了标准的后牛顿估计辐射反作用力的$N$体系统，这是有效的，只有在GW波长趋于无穷大的限制。
2023-03-28 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gamma-radiation sky maps from compact binaries
我们研究的天空地图和光变曲线的伽玛射线发射的中子星在紧凑的双星，并在隔离。我们简要回顾了一些伽玛射线辐射模型，并从一个标准的孤立脉冲星的分界线层模型再现天空地图。我们考虑孤立的双极磁场的几种变化，包括叠加，并预测其伽马射线发射。我们的研究结果提供了新的理论，什么可以和不可以推断的磁场配置的恒星从高能观测。我们发现，典型的双峰光变曲线，可以产生显着的多极结构超过一个单一的偶极子的双光子晶体。对于二元系统，我们也提出了一个简单的近似，是有用的快速探索的二元磁场结构。最后，我们预测的伽玛射线辐射模式从一个紧凑的黑洞中子星双星合并前的时刻，通过应用分界线层模型的数据模拟在全广义相对论，我们发现，面对的观察者收到很少的发射，赤道观察者看到一个宽峰，更一般的观察者通常看到两个峰。
2022-02-17 astro-ph.HE gr-qc
Radiation-reaction force and multipolar waveforms for eccentric, spin-aligned binaries in the effective-one-body formalism
虽然大多数双星在进入LIGO/Virgo频段之前预计已经循环，但这些双星中的一小部分可能具有不可忽略的轨道偏心率，这取决于它们的形成通道。因此，重要的是要准确地模型偏心率的影响，用于检测这些二进制的波形模型，推断其属性，并阐明其天体物理环境。我们发展了一个多极有效单体（EOB）偏心波形模型，其组件的自旋与轨道角动量对齐或反对齐的紧凑双星。波形模型包含辐射-反作用力和引力模式的偏心效应，通过第二后牛顿（PN）顺序，包括尾部效应，自旋-轨道和自旋-自旋耦合。我们以因式分解的形式重铸了PN扩展的偏心辐射反作用力和模式，以便新导出的项可以直接包含在目前用于LIGO/Virgo分析的最先进的准圆形轨道EOB模型中（即，SEOBNRv 4 HM模型）。
2021-07-07 gr-qc
Gravitational radiation from inspiralling compact binaries completed at the third post-Newtonian order
在广义相对论的第三后牛顿近似下计算了点粒子双星的引力辐射。本文用量纲正则化方法确定了三个由3 PN源型质量四极矩的Hadamard自场正则化得到的模糊参数，并证明了它们的值分别为xi = -9871/9240，kappa = 0和zeta = -7/33。这些结果完成了3.5PN阶以下致密双星螺旋的广义相对论预言的推导，对当前引力波探测器网络中的信号搜索和破译具有一定的参考价值。
2004-06-03 gr-qc
Gravitational waves and electromagnetic radiation from charged black hole binaries
天体物理学上的黑洞是否带有电荷仍然是一个悬而未决的问题。在这篇工作中，我们解析计算了带电黑洞双星在旋进阶段的引力波和电磁波的频域波形。除了已知的$f^{-7/6}$波形外，我们还得到了一个$-11/6$幂律引力波分量。详细推导了带电双星波形的相位。在电磁对应物的情况下，我们专注于电磁偶极子辐射，但我们包括四极贡献来完成我们的讨论。我们还得到了电磁波的啁啾特性。在偶极辐射的情况下，频域波与$f^{-7/6}$成比例，而$f^{-1/6}$出现在四极贡献中。频域波形可以用来估计当前引力波观测中黑洞的电荷。
2022-09-02 gr-qc
Orbital Synchronization Capture of Two Binaries Emitting Gravitational Waves
研究了由两颗发射引力波的双星组成的分级四极恒星系统轨道同步捕获的可能性。基于一个简单的包含质量转移的白矮星双星模型，我们发现在双星间距离小于引力波长的情况下可以实现捕获。我们还讨论了相关的有趣的现象，如耦合的白矮星双星和引力和电磁辐射显着减少之间的寄生关系。
2018-01-08 astro-ph.HE gr-qc
Mass formulas for individual black holes in merging binaries
本文基于牛顿物理和广义相对论辐射修正，利用探测器测得的初始频率、啁啾频率及时间间隔，提出计算合并双星中单个黑洞质量的公式，并解决了最低阶功率公式导致质量出现复数的问题。
2024-01-16 gr-qc hep-th
Generic bounds on dipolar gravitational radiation from inspiralling compact binaries
除了四极辐射外，各种不同的引力理论还预测了偶极引力辐射。我们表明，引力波（GW）的观测的inspiralling紧凑的双星可以把有趣的约束GW极化的偶极模式的强度。我们提出了一个物理激励的偶极模式的引力波形，在傅立叶域中，在两个参数：一个捕获的偶极模式相对于四极模式（$α$）和其他偶极项的相位（$β$）的相对振幅。然后，我们使用这两个参数的表示，讨论他们的值使用GW测量的典型界限。利用Fisher信息矩阵，得到了AdvancedLIGO（AdvLIGO）和Einstein Telescope（ET）噪声功率谱密度的振幅参数$α$和相位参数$β$的期望界. AdvLIGO和ET最多可以分别将$α$结合到$\sim10^{-2}$的准确度和$\sim10^{-3}$以及$β$结合到$\sim10^{-5}$和$\sim10^{-6}$的准确度。
2012-03-28 gr-qc
Gravitational radiation reaction in the equations of motion of compact binaries to 3.5 post-Newtonian order
我们计算了辐射对致密双星轨道运动的反作用力，近似为3.5后牛顿（3.5PN），即一个PN阶以上的主导效应。该方法是基于一个直接的PN迭代的近区度量和运动方程的扩展孤立系，使用适当的“渐近匹配”的平坦时空延迟潜力。随后的形式主义适用于二进制系统的点粒子，阿达玛自场正则化的帮助下。我们的结果是在一般的调和坐标系中的3.5PN加速度项。将该表达式限制在质心系中，与Iyer和Will在一类坐标系中利用能量和角动量平衡方程得到的结果完全一致.
2005-01-26 gr-qc
Radiation Backreaction in Spinning Binaries
研究了由黑洞和伴星组成的双星系统在辐射反作用下的演化，当伴星的自旋与黑洞的自旋S相比可以忽略时，在极限情形下的演化.对于自旋中的一阶，质量约化粒子的运动（不包括辐射效应）可用三个常数来表征：能量E、角动量的大小L和角动量沿自旋S的投影L_S。该运动是准周期性的，其周期由r_{min}和r_{max}确定。我们引入了一个新的参数化，使一个通用的轨道，特别简单的一段时间的积分。我们给的平均损失的“运动常数”在一个时期的一般轨道，自旋的线性顺序。
1998-01-02 gr-qc
Computing gravitational radiation from highly eccentric bound binaries in the small-mass-ratio limit
Department of Physics, MIT（麻省理工学院物理系）；MIT Kavli Institute, MIT（麻省理工学院卡弗里研究所）
本文提出频域方法修正，高效计算小质量比极限下高偏心率（至e=0.999）束缚双星的引力辐射，并揭示Peters-Mathews公式的系统性误差。
2026-09-30 astro-ph.HE gr-qc
Angular velocity of gravitational radiation from precessing binaries and the corotating frame
本文定义了球上含时函数的角速度，并将其应用于致密双星的引力波形。由于角速度具有几何意义和明确的物理动机，因此它在帮助解决紧凑双星模型中的一个重要--但在很大程度上被忽视--问题方面是非常有用的：仅从引力波推导系统物理参数的逆问题。它还用于定义波形的共转标架。当在该帧中分解时，波形没有旋转动力学，因此尽可能缓慢地演变。由此产生的简化导致直接的方法，准确地比较波形和构建混合。如本文所述，这些方法可以稳健地应用于处理和非处理波形，为波形分析提供了一个清晰、全面和一致的框架。所有这些方法的显式实现都在附带的计算机代码中提供。
2013-04-10 gr-qc
Theory-Agnostic Constraints on Black-Hole Dipole Radiation with Multi-Band Gravitational-Wave Astrophysics
alIGO对黑洞双星GW 150914的探测开启了探测极端引力的新时代。许多引力理论预言双星会发射偶极引力辐射。这在双星系统中被排除在高精度之外，但整个理论类别主要（或仅）在涉及黑洞的双星系统中预测这种效应。联合观测的GW 150914类系统的aLIGO和eLISA将改善边界偶极子发射从黑洞二进制由6个数量级相对于当前的限制，提供eLISA是不是显着descoped。
2016-05-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational and electromagnetic radiation from binary black holes with electric and magnetic charges: Circular orbits on a cone
导出了带电荷和磁荷的双音黑洞双星的运动方程，并探讨了静态轨道的特征。利用包含辐射反应的牛顿方法，计算了圆轨道上引力辐射和电磁辐射的能量和角动量的总发射率。此外，我们还得到了双子双星的轨道演化和并合时间。我们发现，电和磁电荷显着抑制的合并时间的双子双星。我们的结果提供了关于双子双星的丰富信息，并可用于检验带磁荷的黑洞。
2020-11-18 gr-qc hep-ph
The Effect of Orbital Eccentricity on Gravitational Wave Background Radiation from Supermassive Black Hole Binaries
在偏心轨道上的致密双星辐射的引力波（GW）的轨道频率的所有整数谐波。本文研究了轨道偏心率对星系核中超大质量黑洞双星引力背景辐射的影响。为此，我们制定了一个功率谱的GWBR从宇宙学演化的偏心双星。然后，我们将这个公式应用到SMBH二进制的GWBR的情况下。这样做的关键是正确估计合并SMBH二进制文件的数密度。在这项研究中，我们使用一个半解析模型的星系和SMBH的形成。我们发现，GWBR从SMBH二进制的偏心轨道上的频率$f \lesssim 1~{\rm nHz}$的抑制，如果初始偏心率，$e_0$，满足$e_0 > 0.2$和初始半长轴是300倍的Scwarzschild半径。我们的模型预测，虽然功率谱的整体形状和振幅强烈依赖于星系形成的过程，但双星的偏心率会影响低频功率谱的形状，即，$f \lesssim 1~{\rm nHz}$。脉冲星定时测量，可以检测GW在这个频率范围内，可以限制偏心率的影响，从SMBH二进制的GWBR的功率谱。
2007-02-23 astro-ph gr-qc
Third post-Newtonian spin-orbit effect in the gravitational radiation flux of compact binaries
引力波包含尾部效应，这是由于线性波在源周围的弯曲时空几何中的后向散射。最近，通过计算3PN阶引力波能流中由尾效应引起的自旋轨道项，两体螺旋后牛顿（PN）动力学和引力波信号的知识和精度得到了提高。在这里，我们勾勒出这个推导过程，它产生的相位公式，包括SO尾效应通过相同的3PN阶。这些结果可以用来提高分析模板的准确性，旨在描述整个过程的螺旋，合并，和振铃。
2012-10-02 gr-qc
Scalar emission from neutron star-black hole binaries in scalar-tensor theories with kinetic screening
本文通过3+1数值相对论模拟研究动力学屏蔽标量-张量理论中中子星-黑洞双星的标量辐射，发现偶极辐射被有效抑制而四极辐射抑制较弱，表明四极辐射可用于下一代引力波探测器约束K-essence理论。
2024-10-21 gr-qc
Direct determination of supermassive black hole properties with gravitational-wave radiation from surrounding stellar-mass black hole binaries
相当数量的恒星质量黑洞（BH）双星可能在星系核或周围的气体盘中合并。利用空间引力波观测站，我们可以使用这样的双星作为信号载体来探测由中心超大质量黑洞（SMBH）引起的调制，这进一步允许我们对SMBH的性质进行限制。我们特别表明，德西特进动的内部恒星质量的二进制的轨道角动量（AM）周围的外轨道的AM将是可检测的，如果进动周期是可比的观测时间，通常是几年。一旦探测到，进动可以与外轨道运动产生的多普勒频移相结合，以单独确定SMBH的质量和外轨道间隔，每一个都具有100级的精度。如果我们进一步假设由星载和地基探测器联合探测，则可探测性阈值可扩展到约100年的岁差周期。
2020-12-14 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Higher-order spin effects in the dynamics of compact binaries II. Radiation field
受寻找双黑洞发射的引力波的启发，我们在多极后牛顿波产生理论的框架下研究了具有自旋的点粒子的引力辐射场.我们计算：（i）自旋-轨道（SO）耦合对双星质量和电流四极矩的影响，（ii）SO对引力波能流的贡献，（iii）双星轨道相位的长期演化，直至2.5PN阶。获得2.5PN轨道相位贡献的关键要素是双星的能量和自旋进动方程，在本系列的论文I中推导。这些结果提供了更精确的引力波模板，用于快速旋转的克尔型黑洞双星的数据分析与地面探测器LIGO，Virgo，GEO 600和TAMA 300，和空间探测器LISA。
2010-03-05 gr-qc
Dynamics and gravitational radiation of binaries with spin precession and eccentricity in dynamical Chern-Simons gravity
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Kyoto University（京都大学）
本文研究了具有自旋进动和偏心率的二体系统在动态Chern-Simons引力中的动力学和引力辐射，提出了改进的波形构建方法，为未来引力波parity对称性测试提供理论支持。
2025-12-01 gr-qc
Next-to-leading tail-induced spin-orbit effects in the gravitational radiation flux of compact binaries
引力波传播中的非线性印记-尾部效应-是自旋黑洞双星的新自旋贡献的能流和轨道相位的原因。自旋-轨道（线性自旋）对这种效应的贡献目前已知在领先的后牛顿阶，即3 PN的最大自旋黑洞在准圆形轨道。在目前的工作中，我们推广这些尾部起源的自旋轨道项的下一个领先的4PN顺序。这需要特别是扩展以前的结果的动态演变的进动紧凑的二进制文件。我们表明，尾巴代表唯一的自旋轨道项在该顺序的准圆轨道，我们发现完美的协议与已知的结果为测试粒子围绕克尔黑洞，微扰理论计算。BH层吸收项必须加到这里计算的PN结果中。我们的工作完成的知识的自旋轨道效应的相位的紧凑的双星的4PN顺序，并允许建立更忠实的PN模板的黑洞双星的螺旋相位，提高地基和天基引力波探测器的能力。
2013-12-23 gr-qc
Gravitational radiation from compact binaries in scalar-tensor gravity
广义相对论（GR）已经在太阳系和双星系统中得到了广泛的验证，但从未在强场动力学领域得到验证。很快，像Advanced LIGO和eLISA这样的引力波（GW）探测器将能够通过测量来自吸入和合并紧凑双星的GW来探测这一机制。一个特别有趣的替代GR是标量张量引力。我们目前的进展，在计算第二后牛顿（2 PN）引力波形的吸入紧凑的双星在一般类的标量张量理论。波形是使用标准GR方法构造的，该方法被称为“松弛爱因斯坦方程的直接积分”，适当地适应于标量张量的情况。我们发现，与广义相对论的差异可以通过合理少量的参数来表征。其中的差异是新的遗传条款，这取决于过去的历史来源。在一个特殊的情况下，双黑洞系统，我们发现，波形是无法区分的广义相对论。在另一个混合黑洞-中子星系统中，与GR的所有差异都可以用一个参数来表征。
2014-08-05 gr-qc
Effective metric of spinless binaries with radiation-reaction effect up to fourth Post-Minkowskian order in effective-one-body theory
本文利用散射角构造至第四后闵可夫斯基阶且含辐射反作用的无自旋双星有效度规，并通过要求 $Ψ_4^B$ 解耦来固定参数自由度，以建立自洽的有效单体理论。
2023-07-12 gr-qc hep-th
Tail-induced spin-orbit effect in the gravitational radiation of compact binaries
引力波包含尾部效应，这是由于线性波在源周围的弯曲时空几何中的后向散射。本文通过计算尾效应引起的自旋轨道项，提高了对两体螺旋后牛顿动力学和引力波信号的认识和精度。值得注意的是，我们推导出这些项在3PN阶的引力波能流，和2.5PN和3PN阶的波极化。然后，这是用来推导的自旋轨道尾效应的相位通过3PN顺序。我们的结果可以用来进行更精确的比较与数值相对论模拟，并提高精度的分析模板，旨在描述整个过程的螺旋，合并和衰荡。
2011-09-12 gr-qc
Spin effects in gravitational radiation backreaction III. Compact binaries with two spinning components
本文分析了偏心轨道上自旋大质量双星系统的长期演化，扩展和推广了我们以前对Lense-Thirring运动和单自旋极限的处理。自旋-轨道和自旋-自旋效应被认为是3/2后牛顿秩序，无论是在运动方程和辐射损失。根据真实异常参数化对轨道的描述提供了一种基于留数定理的偏心轨道上的简单平均技术。描述自旋和轨道角动量相对取向的角变量的演化方程揭示了偏心率的加速效应。相关的动力学和角度变量的耗散演化的形式提出了一个封闭的系统的微分方程。
1998-08-24 gr-qc
Gravitational Waves from Low-Mass X-ray Binaries: a Status Report
总结了快速吸积中子星自旋周期的观测结果。如果引力辐射负责平衡在观测到的~300 Hz的自旋频率下的吸积扭矩，那么这些系统中最明亮的系统将成为LIGO-II及以后的优秀引力波源。本文综述了引力波发射的两种机制：形变中子星壳的质量四极辐射和中子星核中r模脉动的电流四极辐射的理论研究进展。
2000-01-08 astro-ph gr-qc
Inferring the properties of a population of compact binaries in presence of selection effects
University of Birmingham（伯明翰大学）；Stony Brook University（石溪大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Vanderbilt University（范德堡大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究探讨在存在选择效应的情况下，如何通过层次贝叶斯推断分析致密双星种群的起源与性质，通过两个复杂示例展示核心方法和贡献。
2022-03-18 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Scalar Gravitational Radiation from Binaries: Vainshtein Mechanism in Time-dependent Systems
我们开发了一个完整的四维数值代码来研究标量引力辐射发射的二元系统和探测的Vainshtein机制的情况下，打破静态和球对称性，相关的二元双星以及黑洞和中子星双星。本研究的重点是立方Galileon出现的大规模引力理论的去耦限制。与数值方法相关的限制，使我们无法达到一个物理上现实的层次结构的尺度，然而，在这种情况下，我们观察到相同的功率定律缩放的辐射功率作为以前的分析估计，并确认一个强大的抑制发射的功率在偶极子和偶极子相比，四极辐射。随着物理参数的趋向更接近实际，我们证实了标量引力辐射的功率被抑制，广义相对论的恢复具有很好的精度。这为未来的数值工作铺平了道路，探索更通用的，物理相关的情况和可能表现出Vainshtein机制的相互作用集。
2018-10-04 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational radiation from inspiralling compact binaries to N$^3$LO in the Effective Field Theory approach
在有效场论框架内，通过$d$维多极展开和维数正规化计算了螺旋致密双星至N$^3$LO阶的哈密顿量与引力波能流，首次无歧义地证实了3PN阶准圆轨道能流值，并为后续自旋效应与高阶计算奠定基础。
2024-08-25 gr-qc
Adiabatic tides in compact binaries on quasi-elliptic orbits: Radiation at the second-and-a-half relative post-Newtonian order
Departament de Física, Universitat de les Illes Balears（巴利阿里群岛大学物理系）
本文研究了紧凑二体在准椭圆轨道上的绝热潮汐效应，计算了第二和半相对后牛顿阶的引力辐射，探讨了轨道参数的 secular 进化及相位差的检测可能性。
2026-02-13 gr-qc
Relativistic Numerical Method for Close Neutron Star Binaries
本文描述了一种计算合并中子星双星系统（3+1）维广义相对论流体力学的数值方法。相对论场方程求解在每个时间片与空间3度规选择是共形平坦的。对于广义相对论场方程的这种解，允许流体动力学变量和引力辐射作出响应。引力辐射信号是通过一个多极扩展的度量扰动的hexadecapole命令，包括质量和电流的时刻和修正的慢运动近似。利用这种展开，通过在物质演化中引入加速项，也可以恢复引力辐射对系统演化的影响。
1996-03-04 gr-qc
Mergers of nonspinning black-hole binaries: Gravitational radiation characteristics
我们提出了一个详细的描述性分析的引力辐射从黑洞二进制合并的非自旋黑洞，基于数值模拟的系统从等质量到6：1的质量比。我们的主要目标是向感兴趣的研究人员提供有关波形的相对完整的信息，包括所有主要的多极分量。在我们的分析中，我们追求最简单的物理描述的辐射中的主要功能，提供一个解释的波形在一个{ \em隐式旋转源}。这种解释统一适用于整个波列，从螺旋到衰荡。我们强调通过完整的波列持续存在的$\ell=m$模式之间的强关系。更详细地探索波形的结构，我们进行详细的分析拟合的后期频率演变，确定一个关键的定量特征共享的$\ell=m$模式之间的所有质量比。我们确定的关系，一个简单的解释，在隐式旋转源，频率和振幅的演变，其中持有的晚时间辐射。这些详细的关系提供了关于后期辐射的足够的信息，以产生用于后期波形的预测模型，这是通过准正规模式泛音的总和进行建模的常见实践的替代方案。我们证明了这在一个新的有效的一个机构为基础的分析波形模型的应用。
2008-09-18 gr-qc
Gravitational Radiation from Coalescing Supermassive Black Hole Binaries in a Hierarchical Galaxy Formation Model
我们研究了由宿主星系合并而产生的合并中的超大质量黑洞（SMBH）双星的引力波辐射。我们采用了半解析模型的星系和类星体形成的层次聚类方案的基础上，估计预期的随机引力波背景的振幅，由于鼓舞SMBH二进制和爆发率由于SMBH二进制合并事件。我们发现背景辐射的特征应变振幅为$h_c(f) \sim 10^{-16} (f/1 μ{\rm Hz})^{-2/3}$。背景辐射对总应变幅的贡献主要来自$0<z<1$的SMBH合并事件。我们还发现，未来的天基引力波干涉仪，如计划中的\textit{Laser Interferometer Space Antenna}（{ \sl LISA}）可能会检测到强烈的引力波爆发与合并的SMBH二进制与总质量$M_{\rm tot} < 10^7 M_{\odot}$在$z \gtrsim 2$的速度$ \sim 1.0 {\rm yr}^{-1}$。我们的模型预测，具有较大幅度$h_{\rm burst} \sim 10^{-15}$的爆发信号对应于总质量为$M_{\rm tot} \sim 10^8 M_{\odot}$的大质量SMBH双星在低红移$ z \lesssim 1$下以$ \sim 0.1 {\rm yr}^{-1}$速率的合并事件，而具有较小幅度$h_{\rm burst} \sim 10^{-17}$的爆发信号对应于总质量为$M_{\rm…
2005-02-28 astro-ph gr-qc
Measuring Supermassive Black Hole Properties via Gravitational Radiation from Eccentrically Orbiting Stellar Mass Black Hole Binaries
研究利用空基引力波探测器观测绕超大质量黑洞偏心轨道运行的恒星级双黑洞，通过Fisher信息矩阵评估发现偏心率和近心点进动能显著提升对超大质量黑洞质量和轨道半长轴的测量精度。
2023-10-25 astro-ph.HE gr-qc
Energy losses by gravitational radiation in inspiralling compact binaries to five halves post-Newtonian order
本文在广义相对论的五个半后牛顿（2.5PN）近似下，导出了一个紧凑双星系统以引力波形式产生的总功率或能量损失率。扩展最近开发的引力波生成形式主义有效的任意（缓慢移动）系统，我们计算的质量多极矩的系统和相关的尾巴存在于波区的2.5PN顺序。在两个质点在准圆轨道上运动的情况下，我们发现2.5PN的能量损失率的贡献完全是由于尾巴。依靠能量平衡的论点，我们推导出的瞬时频率和相位的二进制的变化规律。累积相位中的2.5PN阶非常大，与前一个2PN阶的数量级大致相同，但符号相反。然而，2.5PN阶的有限质量效应很小。本文的结果应该是有用的，当分析数据从吸入紧凑的双星在未来的引力波探测器，如处女座和LIGO。
2005-05-27 gr-qc
Gravitational Radiation, Inspiraling Binaries, and Cosmology
我们展示了如何使用一个或多个引力波探测器中的双中子星或黑洞系统的观测来测量宇宙学参数。为了说明，我们专注于固定质量的情况下，在一个单一的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）类探测器观察到的双星系统。使用现实的探测器噪声估计，我们的特征作为一个阈值的信号-噪声比$ρ_0$，哈勃常数$H_0$，和二进制"啁啾“质量的函数的检测率。对于$ρ_0 = 8$、$H_0 = 100$ km/s/Mpc和$1.4 \msun$中子星双星，样品的中值红移为$0.22$。在相同的假设下，但独立于$H_0$，一个保守的率密度合并二进制（$8\times10^{-8}\,{\rm yr}^{-1}\,{\rm Mpc}^{-3}$）意味着LIGO将观察到$\sim 50\,{\rm yr}^{-1}$二进制螺旋事件。可以确定$H_0$和减速参数$q_0$的精度取决于观察到的吸气次数。对于固定质量的双星系统，在LIGO探测器中使用$ρ_0 = 10$进行的$\sim 100$观测将使$H_0$达到Einstein-DeSitter宇宙学中的10%，3000将使$q_0$达到20%。对于并合双星的守恒速率密度，用$ρ_0 = 10$探测100次需要4年左右。
1993-04-15 astro-ph gr-qc
Axion cloud evaporation during inspiral of black hole binaries -- the effects of backreaction and radiation
超轻标量场如轴子可以通过超辐射不稳定性在旋转的黑洞周围形成云。为了通过引力波信号和黑洞质量和自旋参数的观测来探测云的存在，考虑与黑洞双星相关的云的演化是很重要的。我们重新检查的轴子云的影响，由于潮汐扰动的伴星在一个双系统考虑到以下几点。首先，我们研究了高阶多极矩的影响。其次，我们考虑了由于云和轨道运动之间的角动量转移的反作用。这种角动量转移通过几何形状的变化进一步引起对超精细分裂的反作用。最后计算了潮汐相互作用引起的粒子数向无穷远处的通量。结果发现，标量场不被黑洞重吸收。相反，标量粒子辐射远离蒸发在螺旋，无论方向的轨道运动，几乎相等质量的双星。
2022-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effective-one-body modeling for generic compact binaries with arbitrary orbits
本研究提出首个统一的致密双星广义相对论动力学与引力辐射模型TEOBResumS-Dalí，基于有效一体框架整合多种物理效应，支持任意轨道与各类致密双星，经大量数值模拟验证，可为引力波天文学提供高保真波形并助力强场动力学研究。
2025-03-18 gr-qc
One-cycle radiation-reaction Magnusian for eccentric binaries through relative 1PN order
Dipartimento di Fisica e Geologia, Università di Perugia, I.N.F.N. Sezione di Perugia（佩鲁贾大学物理与地质学系，意大利国家核物理研究所佩鲁贾分部）
该研究推导了偏心双星经1PN阶的单周期一阶Magnusian，构造了近星点返回映射，对比了严格一阶与部分指数化映射的残差，为致密双星轨道演化研究提供了关键的理论结果。
2026-09-03 gr-qc hep-th
Self-interaction spin effects in inspiralling compact binaries
引力辐射驱使致密双星通过一个螺旋形的阶段，最终合并。对于具有\textit{spin, mass quadrupole and magnetic dipole moments}的双星，各种贡献增加了这个过程，其特征在于引力波频率的增加率$df/dt$和引力波周期的累积数$\mathcal{N}$。我们在这里提出的所有贡献$df/dt$和$% \mathcal{N}$的第二后牛顿秩序。其中，我们第一次给出了由于\textit{self-interaction of individual spins}的贡献。这些结果与最近发现的J 0737 -3039双脉冲星的自旋-自旋贡献是一致的，并被认为是对Lense-Thirring方法中辐射反应的第一次修正。
2005-07-04 astro-ph gr-qc
Effective one-body model for extreme-mass-ratio spinning binaries on eccentric equatorial orbits: testing radiation reaction and waveform
我们提供了一个系统的多极引力波形分析，能量和角动量通量发射的非自旋测试粒子轨道克尔黑洞沿赤道，偏心轨道。这些量通过在时域中数值求解Teukolsky方程来计算，然后用于测试和改进有效单体（EOB）模型的辐射反应（和波形）。偏心率被纳入EOB取代准圆牛顿（或领先的顺序）前置因子的EOB因式分解的多极波形（和通量）与它们的通用对应物。数值和分析量之间的比较进行了很大一部分的参数空间，特别是接近分界线和高偏心率的轨道。分析模型同意$\sim 1\%$与轨道的数值数据与中等偏心率（$e\lesssim 0.3$）和中等自旋（$\hat{a}\lesssim 0.5$），虽然这增加到$\sim 33\%$的大，正，黑洞自旋（$\sim 0.9$）和大偏心率（$\sim 0.9$）。对于中等偏心率，新的EOB通量可以用来驱动动力学通过非绝热过渡从偏心螺旋暴跌，合并和衰荡，从而提供了一个准确的描述合并。我们还表明，同样的技术可以应用于双曲相遇。在一般情况下，我们的方法辐射反应偏心吸气应被视为第一步EOB建模的极端质量比吸气波形的LISA。
2022-03-30 gr-qc
Merger rate distribution of primordial black hole binaries with electric charges
考虑了开普勒轨道上带电荷电的质点双星的引力辐射和电磁辐射，并在考虑最近的原初黑洞的引力矩和电磁矩的情况下，计算了带荷和一般质量函数的原初黑洞双星的合并率分布.我们应用的形式主义的极端带电的情况下，发现$α=-(m_i+m_j)^2\partial^2 \ln {\cal R}(m_i,m_j)/\partial m_i \partial m_j=12/11$，这是独立的质量函数。
2020-08-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Eccentricity evolution of compact binaries and applications to gravitational-wave physics
对来自致密双星的引力波的研究主要集中在准圆周运动上，其基本原理是波的发射使轨道变圆。在这里，我们研究这个结果的一般性，当天体物理环境（例如，吸积盘）或其它基本相互作用。我们的动机是可能的电磁对应物的双黑洞合并和轨道，但也可能使用的偏心率作为吸烟枪的新物理。我们发现：i）辐射机制（包括标量、矢量和引力波）的反作用使轨道运动圆化。ii）相反，环境效应，例如吸积和动力摩擦，会增加双星的离心率。因此，这是辐射机制和环境效应之间的竞争，决定了偏心率的演变。我们研究这种竞争中的绝热方法，包括引力辐射和动力学摩擦力。我们证明了存在一个临界半长轴，在该临界半长轴以下，引力辐射主导运动，系统的偏心率减小。然而，从环境主导阶段继承的偏心率可能是相当大的，特别是可能影响LISA源。我们提供了GW190521类源的例子。
2021-01-11 astro-ph.HE gr-qc physics.space-ph
Gravitational Radiation from Post-Newtonian Sources and Inspiralling Compact Binaries
本文评述了在广义相对论背景下孤立系发射引力波问题的理论研究现状。文章的A部分涉及一般的后牛顿来源。源的外部场的分析后闵可夫斯基和多极近似相结合的方式进行调查。在远区的源的物理观测值描述了一组特定的辐射多极矩。通过将外解与后牛顿源在近区的度规相匹配，得到了源多极矩的显式表达式。辐射矩和源矩之间的关系涉及许多非线性多极相互作用，其中包括与引力波的尾（和尾之尾）有关的相互作用。文章的B部分致力于应用到紧凑的二进制系统。我们提出的二元运动方程，以及相关的拉格朗日和哈密顿量，在第三后牛顿（3PN）阶牛顿加速度以外。引力波的能量通量，始终考虑到相对论修正的二进制时刻，以及各种尾巴的影响，通过3.5PN阶的四极形式主义。双星的轨道相位，其先验知识是至关重要的搜索和分析的信号，从能量平衡参数推导。
2006-06-06 gr-qc
Horizon-absorption effects in coalescing black-hole binaries: An effective-one-body study of the non-spinning case
本文研究了合并的圆形非自旋黑洞双星中引力波的视界吸收。通过数值微扰模拟得到了一个大质量比（q=1000）双星的视界吸收通量，并与最近提出的有效单体（EOB）解析解进行了比较。微扰方法采用分析的、质量比线性的、有效一体（EOB）恢复的辐射反应以及用于波提取的Regge-Wheeler-Zerilli（RWZ）形式。双曲面（传输）层的RWZ方程的数值解，以准确地计算地平线通量的后期倾伏阶段。从微扰模拟和EOB-cummed的表达同意在几个百分点的水平下降到后期暴跌的地平线通量。升级的EOB模型的nonspinning双星，包括地平线吸收角动量作为一个额外的长期在图解辐射反应进行了讨论。这一项上的波形定相的质量比跨度为1至1000的二进制文件的效果进行了研究。我们确认，可比和中等质量比的双星视界吸收几乎可以忽略不计的检测与先进的LIGO和爱因斯坦望远镜（忠实度大于或等于0.997）。
2012-12-19 gr-qc
Possible use of self-calibration to reduce systematic uncertainties in determining distance-redshift relation via gravitational radiation from merging binaries
通过观测致密天体的合并，未来的重力波实验将以高精度测量到大量源的光度距离，但不测量它们的红移。鉴于实验的方向灵敏度，一小部分这样的源（镀金- GP）可以被光学识别为源方向上的单个物体。我们表明，如果一个近似的距离红移关系是已知的，那么它是可能的统计解决这些来源，有多个星系的光束。我们研究了使用镀金源迭代解决未解决的源的可行性，获得自校准的最佳可能的距离红移关系，并提供了一个解析表达式的精度实现。我们推导出下限的源，需要通过自校准来实现这种精度的总数。我们表明，这个限制指数依赖于光束的宽度，并给出了各种实验参数的估计代表未来的引力波实验DECIGO和BBO。
2010-05-25 astro-ph.CO gr-qc
Computing the merger of black-hole binaries: the IBBH problem
双黑洞涡卷和合并过程中产生的引力辐射是大尺度干涉引力波观测的一个很有希望的观测对象。本文讨论了搜索这种辐射和解释任何观测到的波的一个严重障碍：目前的计算技术无法通过最后10个内旋轨道（约100弧度的引力波相位）来演化BBH。提出了一套新的数值相对论技术来解决这个"中间双星黑洞"（IBBH）问题：（i）在与BBH同向旋转的坐标系中进行数值演化，其中度规系数在长时间尺度的inspiral上演化;（ii）在数学上冻结不受波激发的引力自由度的技术。
1998-04-22 gr-qc
Bi-orthogonal harmonics for the decomposition of gravitational radiation II: applications for extreme and comparable mass-ratio black hole binaries
物理系统简正模的估计是物理学中的一个基本问题。扰动克尔黑洞的准正规模及其相关的球谐函数是重要的例子，在引力波理论和数据分析中有着广泛的应用。最近，人们已经表明，\textit{adjoint} -球谐函数和相关的球多极矩可以用来估计任意源的辐射模式。在本文中，我们调查是否球多极矩，相对于他们的球谐对应，更好地近似的二元黑洞时空的基本模式。我们首先简要介绍伴随球谐函数。然后，我们详细介绍了一种基本的球谐分解，以及它的推广，同时估计亲和逆行时刻。提供了从可比的和极端的质量比二进制黑洞聚结的数值波形的应用实例。我们讨论了形态学的相关球体时刻在螺旋，合并，和衰荡。最后，我们讨论了潜在的应用在引力波理论和信号建模。
2022-06-30 gr-qc math-ph math.MP
Gravitational waveforms for spinning compact binaries
天体的自转和轨道的偏心率对双星的引力辐射有重要影响。本文主要研究自旋致密双星的引力波偏振态。我们认为偏心轨道和自旋轨道相互作用的二进制到1.5后牛顿秩序的方式是独立的参数化的轨道。包括角变量的运动方程。给出了偏振态的形式表达式，其中包括对波形的高阶修正。
2008-06-13 gr-qc
Beyond the Bowen-York extrinsic curvature for spinning black holes
众所周知，Bowen-York初始数据包含假辐射。虽然这种"垃圾“辐射对于圆形轨道上的非旋转黑洞双星来说很小，但当黑洞旋转时，它的大小就会增加。通过对多个克尔黑洞应用穿刺方法可以减少杂散辐射，我们以等质量黑洞双星的迎头碰撞为例进行了论证。
2006-12-02 gr-qc
Full-analytic frequency-domain 1pN-accurate gravitational wave forms from eccentric compact binaries
本文给出了任意质量比的偏心非自旋致密双星的可用的1pN精度频域引力波形式，包括对远区引力波振幅的第一个后牛顿（1pN）点粒子修正，用张量球谐函数表示。由于辐射反应的偏心率的衰减和径向频率的增长的平均方程被用来提供固定相位近似的频域波形。
2010-08-31 gr-qc
New analytical methods for gravitational radiation and reaction in binaries with arbitrary mass ratio and relative velocity
本文提出了一个新的分析框架来描述质量不等的引力双星系统以任意相对速度运动的动力学，考虑了来自两个致密天体的以潮汐形变、引力波和自力形式的反作用.允许所有的动力学变量以自洽的方式相互作用，这种形式确保了所有涉及的动力学量在背景时空中是守恒的，并且在保持背景几何的一般坐标变换下服从规范不变性。因为它是基于一个广义微扰理论和重要的新的重点是对所有的动力学变量的自洽性，我们称之为自洽反作用引力微扰理论（GP-SCB）。为了说明这种形式主义是如何实现的，我们微扰地构造了一组自洽的运动方程的吸气引力双星，它不需要额外的假设，如慢运动，弱场或小质量比的制定。这种情况应该包括具有其他一般参数（例如，在第二部分中，我们讨论了如何将质量比作为后牛顿有效场论（PN-EFT）方法中的微扰参数，从而将Goldberger和Rothstein关于等质量双星的工作推广到变质量双星。我们提供了粗略的估计较高的后牛顿的订单需要确定的引力波周期的数量，以指定的精度，落入探测器的带宽。
2009-06-04 gr-qc
Gravitational-Wave Recoil from the Ringdown Phase of Coalescing Black Hole Binaries
由两个轨道黑洞并合而成的黑洞的引力反冲或“反冲”是一种重要的天体物理现象。我们结合（i）早期的计算，使用后牛顿理论，累积到合并的两个非旋转的黑洞的反冲速度，（ii）的“封闭极限近似”计算的辐射在衰荡阶段，并根据解决方案的Regge-Wheeler和Zerilli方程使用初始数据精确到第二后牛顿秩序。我们证明，振铃辐射产生了显着的“反踢”。加上由于螺旋，合并和衰荡阶段的贡献，我们的结果的净反冲速度同意从数值相对论的10- 15%，在很宽的质量比范围内，与最大速度为180公里/秒的质量比为0.38。
2009-12-18 astro-ph.CO gr-qc
