Detecting neutrinos from black hole neutron stars mergers
虽然中微子是从标准的核坍缩质子中子星超新星中发射出来的，但人们对来自吸积盘的中微子关注较少。这些盘出现在一些超新星（即“超新星”）以及紧凑的物体合并中，它们发射的中微子具有与质子中子星超新星相似的性质。这些圆盘和它们的中微子在我们理解伽马射线暴以及它们产生的核合成中起着重要的作用。我们研究了由黑洞和中子星合并形成的盘状结构，并对盘状结构的中微子通量、光度和中微子表面进行了研究。我们还估计了如果这样的事件发生在银河系中，将在当前和拟议中的超新星中微子探测器中登记的事件数量。
2009-10-08 astro-ph.HE nucl-th
Multi-Messenger Windows on the Universe: detecting precursor emission to compacts' mergers
该研究概述致密天体并合前驱辐射的机制与功率，指出相干射电辐射是最佳探测目标，低频相控阵望远镜最具探测优势，同时分析了不同波段的探测难度与时间特征。
2025-05-16 astro-ph.HE
Pre-Merger Detection and Characterization of Inspiraling Binary Neutron Stars Derived from Neural Posterior Estimation
本研究提出基于机器学习的双中子星并合前旋进阶段探测与分析框架，结合残差网络、分类器与归一化流网络实现神经后验估计，可随并合临近提升参数与天区定位精度，为多信使搜寻提供早期精确信息。
2024-07-14 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Recoil geometry determines electromagnetic counterparts from supermassive black hole merger remnants
Princeton University（普林斯顿大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究探讨反冲几何对超大质量黑洞合并后电磁信号的影响，通过相对论磁流体力学模拟揭示不同反冲方向下的喷流和盘行为差异，为多信使观测提供理论支持。
2026-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for detecting neutron star-white dwarf mergers with decihertz gravitational-wave observatories
基于NS-WD族群模型，借助DO-Optimal和DECIGO分赫兹引力波天文台的早期预警，研究NS-WD并合的探测率与定位能力，发现其能实现高精度定位，有助于未来电磁望远镜跟进暂现源并识别类似GRB 211211A事件起源，推动多信使天文学发展。
2024-01-31 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
On the likelihood of detecting gravitational waves from Population III compact object binaries
我们研究了宇宙中第一个无金属恒星（Pop III）的双黑洞（BH-BH）合并对引力波探测率的贡献。我们的研究结合了初始条件的Pop III星形成的基础上N体模拟的二进制形成（包括率，二进制分数，初始质量函数，轨道分离和偏心率分布）与更新的恒星演化特定的Pop III星的模型。我们发现这些Pop III BH-BH系统的合并速率在低红移（z<2）时相对较小（< 0.1 Gpc^-3 yr^-1），可以与LIGO的经验估计值9-240 Gpc^-3 yr^-1进行比较（Abbott等人，2016）。对于Pop III双中子星和黑洞中子星合并，预测的速率甚至更小。我们的速率与Hartwig等人的速率兼容。（2016），但显著小于先前工作中发现的速率（Bond & Carr 1984; Belczynski et al. 2004; Kinugawa et al. 2014，2016）。我们通过详细的模型比较解释了这种差异的原因，并指出（i）通过先进的LIGO可能无法识别Pop III BH-BH合并，以及（ii）Pop III合并的随机引力波背景水平可能低于最近估计的水平（Kowalska et al. 2012; Inayoshi et al. 2016; Dvorkin et al. 2016）。我们进一步估计了第三代干涉探测器的引力波探测率。我们的计算与低到中等旋转的Pop III…
2016-12-05 astro-ph.HE gr-qc
Detecting intermediate-mass black hole binaries with atom interferometer observatories: Using the resonant mode for the merger phase
该研究针对原子干涉仪的中等质量黑洞并合探测，提出宽带模式测早期旋进、共振模式测并合的方案，验证了该方案可提升信噪比与参数精度，且短间隙增益更显著。
2023-06-15 astro-ph.HE gr-qc
Blindly Detecting Merging Supermassive Black Holes with Radio Surveys
超大质量黑洞大概是在整个宇宙时间里通过无数次的合并而成长起来的。在每一次合并过程中，超大质量黑洞双星都被一个环绕双星的吸积盘所包围，这个吸积盘施加了一个显著的磁场（对于1 e8 Msun的双星来说，这个磁场约为1 e4 G）。双星在磁场中的运动将把磁场能量转化为坡印廷通量，其光度约为1 e43 erg/s（B/1 e4 G）^2（M/1 e8 Msun）^2，其中一些可能以频率接近1 GHz的同步辐射形式出现，这正是当前和计划中的宽场射电观测所要进行的。我们发现，许多合并的短时间尺度将限制他们的可探测性与大多数计划的盲测<1每年在整个天空，独立的发射过程和通量分布的细节。包括对无线电通量的乐观估计使得检测的可能性更小，整个天空每年的合并<1次。然而，宽场无线电仪器可能能够定位合并前通过引力波识别的系统。此外，无线电巡天可能能够探测到双星运动产生的较弱的辐射，因为它在合并之前受到自旋轨道进动和螺旋运动的调制。
2011-05-18 astro-ph.HE
Binary Black Hole Mergers within the LIGO Horizon: Statistical Properties and prospects for detecting Electromagnetic Counterparts
双黑洞是孤立双黑洞演化的终点之一，它们的合并是引力波事件的主要通道。在这里，使用进化代码\textsc{StarTrack}，我们研究了一系列的祖星金属丰度和BH出生踢从孤立的二进制进化的BBH人口的统计特性。本文计算了双星演化过程中质量吸积引起的黑洞初始自旋$a$的质量函数和分布，发现这不是一个有效的黑洞自旋提升过程，对于很低的黑洞初始自旋，最多只能增加$a\sim$ ~0.2--0.3。我们进一步计算合并网站的主机星系内的分布，跟踪后的运动的双星的潜力，一个巨大的螺旋，一个巨大的椭圆形，和矮星系。我们发现，大质量星系中70- 90%的合并和矮星系中40- 60%的合并（范围主要对出生踢敏感）预计发生在它们的宿主内部。在合并地点的数密度分布进一步允许我们估计BBH合并将产生的宽带光度分布，\textit{if}与流出中的动能释放相关，{作为参考，我们假设在\textit{Fermi} GBM对应于GW 150914的推断水平，应理解，来自O 1和O2运行的电流限制将要求在$\lesssim 50^\circ$内的角尺寸的射流内产生这种发射。
2018-04-17 astro-ph.HE
Multi-Messenger Observability of Neutron Star Binary System
随着技术的进步，中子星双星系统被更频繁地观测到，事实上，第一个具有电磁对应物的引力波起源于两颗中子星的合并（GW 170817）。在合并之前探测这些系统可能有助于恢复开发中子星状态方程的基本数据。本文通过模拟光学中中子星系统的潜在可观测性，研究了分离食双星中子星在合并前的可观测性。据发现，它是不太可能考虑目前的仪器，由于低能见度和不足的时间分辨率，但是，在未来的改进或宽场X射线仪器可能提供一个可行的选择，用于检测这些系统。
2022-11-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detecting gravitational-wave memory with LIGO: implications of GW150914
高级LIGO可能很快就能每年探测到数百个双黑洞合并。我们展示了如何积累许多这样的测量将允许检测引力波记忆：来自强场，广义相对论效应的时空的永久位移。我们估计，在设计灵敏度下运行的高级LIGO可能能够对存储器进行信噪比3（5）的检测，其中约35（90）个事件的质量和距离与GW 150914相似。我们强调将高阶引力波模式的参数估计的二进制黑洞合并的重要性，并描述我们的方法也可以用来检测高阶模式之前，先进的LIGO达到设计灵敏度。
2016-07-14 astro-ph.HE gr-qc
The afterglow of GW170817 from every angle: Prospects for detecting the afterglows of binary neutron star mergers
该研究基于GW170817模型，按观测角、ISM密度和距离分布预测未来BNS并合余辉的可探测率，指出离轴余辉将占多数，并评估O4/O5及DSA-2000的探测前景。
2024-07-01 astro-ph.HE
Detecting White Dwarf Binary Mergers with Gravitational Waves
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Stanford University（斯坦福大学）；Mid Sweden University（瑞典中部大学）
本文计算并讨论旋近和并合白矮星双星的引力波信号，评估MAGIS Space和AEDGE等空间原子干涉仪探测器的探测能力，预测每年可探测数十至数百个Ia型超新星前身星事件，实现多信使天文学观测。
2026-06-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Radio Afterglows from Compact Binary Coalescences: Prospects for Next-Generation Telescopes
对中子星合并产生的引力波（GW 170817）的探测，标志着时域天文学新时代的到来。对合并产生的无线电发射的监测，包括高分辨率无线电成像，使得能够测量合并的性质，包括能量学和倾角。在这项工作中，我们比较了当前和未来的引力波设施的无线电设施的灵敏度的能力，以量化的前景检测无线电余辉的引力波事件。我们认为三个观察策略，以确定未来的合并-宽场后续行动，目标星系合并本地化和深入监测已知的同行。我们发现，虽然计划中的无线电设施，如平方公里阵列，将能够检测合并在千兆秒差距的距离，没有设施是足够敏感的检测合并在拟议的第三代引力波探测器，将在2030年开始运行的范围。
2021-05-19 astro-ph.HE
Detecting coalescences of intermediate-mass black holes in globular clusters with the Einstein Telescope
我们讨论了第三代地基探测器，如爱因斯坦望远镜的能力，以检测合并的中等质量黑洞，可能已经形成通过失控的恒星碰撞在球状星团。我们发现，每年500起事件的检测率是合理的。
2010-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Applications of Machine Learning to Detecting Fast Neutrino Flavor Instabilities in Core-Collapse Supernova and Neutron Star Merger Models
本研究首次将机器学习应用于核坍缩超新星和中子星合并模型，基于中微子角分布的零阶矩和一阶矩检测中微子电子轻子数穿越，准确率达约95%，实现了对快味转换的实时评估。
2023-04-20 astro-ph.HE hep-ph
Detecting Supermassive Black Hole-Induced Binary Eccentricity Oscillations with LISA
星系核中的超大质量黑洞附近的恒星质量黑洞双星在引力扰动的作用下发生离心率振荡。以前的工作已经表明，这个通道可以有助于整体BHB合并率检测的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和处女座干涉仪。值得注意的是，双星轨道上的SMBH引力扰动可能会产生偏心BHB，预计在它们合并到LIGO/Virgo波段之前，使用即将到来的激光干涉仪空间天线（LISA）在其寿命的大部分时间内都可以看到这些BHB。对于一个概念验证，我们表明，这些二进制的偏心率振荡可以检测到与LISA的BHB在本地宇宙中的几个Mpcs，观察周期短于任务的寿命，从而解开这个合并通道从其他。这里提出的方法是直接适用于各种各样的紧凑对象二进制与第三同伴。
2019-04-03 astro-ph.HE gr-qc
Detecting electromagnetic counterparts to LIGO/Virgo/KAGRA gravitational wave events with DECam: Neutron Star Mergers
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of Ferrara（费拉拉大学）；INFN, Sezione di Ferrara（意大利国家核物理研究所费拉拉分部）；INAF, Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台）；Universität Potsdam（波茨坦大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理学研究所（爱因斯坦研究所））；Utrecht University（乌得勒支大学）；Nikhef（荷兰国家核物理与粒子物理研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of North Carolina at Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）
利用DECam检测LIGO/Virgo/KAGRA引力波事件的电磁对应物，通过模拟中子星并合事件预测千新星的检测率及超大质量中子星残骸的形成比例。
2026-01-13 astro-ph.HE gr-qc
PyCBC Live: Rapid Detection of Gravitational Waves from Compact Binary Mergers
我们介绍一种快速探测致密双星合并产生的引力波的有效而直接的方法。我们表明，这种方法实现了低laundry所需的警报候选人二进制合并的电磁合作伙伴，艾滋病的数据监测，并利用多探测器网络的天空定位。这种方法有助于在Advanced LIGO的第二次观测运行期间分析引力波候选者，包括与Advanced Virgo的重合操作期间，特别是对第一个观测到的双星中子星合并GW 170817的分析，在那里它导致了第一个用于识别AT 2017 gfo的紧密局部天空图（$31~\mathrm{deg}^2$）。尽管对仪器进行了非标称观测，但该分析的操作也使GW 170104和GW 170608的初步发现成为可能。
2018-05-28 astro-ph.HE gr-qc
MWA rapid follow-up of gravitational wave transients: prospects for detecting prompt radio counterparts
本研究评估MWA快速触发与缓冲模式追踪BNS引力波事件的能力，通过种群合成比较三种阵列配置并提出覆盖并合前后的观测策略。
2023-09-28 astro-ph.HE
Improved methods for detecting gravitational waves associated with short gamma-ray bursts
在第二代地基引力波探测器时代，短伽马射线暴（GRB）将是电磁波和引力波联合观测最有希望的天体物理事件之一。一个有针对性的搜索引力波紧凑的双星合并信号符合短伽玛暴的开发和分析数据的第一代LIGO和处女座仪器。在本文中，我们提出了改进这一搜索，提高我们的能力，以检测引力波对应的短伽玛暴。具体来说，我们介绍了一种改进的方法，用于估计的引力波背景，以获得事件的意义所需的检测;实现平铺扩展的天空区域的方法，需要搜索时，从费米伽马射线暴监视器或行星际网络的本地化较差的GRB信号;并将天体物理学知识的GRB发射光束，以限制搜索参数空间。我们描述了这些增强的实现，并演示了它们如何提高观测与短GRB相关的二元合并引力波信号的能力。
2014-10-22 astro-ph.HE gr-qc
Prospects of eLISA for Detecting Galactic Binary Black Holes Similar to GW150914
我们讨论了eLISA探测类似于GW150914的银河系双黑洞的引力波的前景。对于与当前观察一致的共动合并率，eLISA可能识别出至少一个具有足够信噪比的BBH。此外，eLISA有可能测量小至$e\sim 0.02$的BBH偏心率，对应于10 Hz时的残差值$e\sim 10^{-6}$。因此，eLISA可以为我们提供关键信息，以了解像GW150914这样相对大质量的BBH的形成过程。我们还推导出一个简单的标度关系的预期数量的可检测的银河系BBH。
2016-03-01 astro-ph.HE gr-qc
Slowly Decaying Ringdown of a Rapidly Spinning Black Hole: Probing the No-Hair Theorem by Small Mass-Ratio Mergers with LISA
本文通过计算小质量比并合产生的引力波信号，研究LISA对快速旋转超大质量黑洞铃宕中多个准正规模式的可测量性，证明其有利于探测叠加模式和检验无毛定理。
2023-11-30 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic simulations of the quasi-circular inspiral and merger of charged black holes: GW150914 and fundamental physics implications
我们进行广义相对论模拟的带电黑洞目标GW 150914。我们发现，inspiral是最有效的检测黑洞电荷通过引力波和GW 150914是兼容的电荷质量比高达0.3。我们的工作适用于电荷和磁荷，以及具有U（1）（隐藏或暗）电荷的黑洞理论。利用我们的结果，我们放置一个上限偏离广义相对论的动力学，强场制度的所谓理论的修改重力（MOG）。
2021-01-27 astro-ph.HE gr-qc
Detecting the Undetected: Overcoming Biases in Gravitational-Wave Population Studies
针对引力波族群研究中已知模型缺失通道导致分支比例估计偏差的问题，本文提出一种检测缺失通道的测试方法，并验证了其较高的识别成功率，但指出与已知通道高度重叠时仍难区分。
2023-10-16 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Black Hole Hunting with LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）将能够探测整个可见宇宙中的大规模黑洞合并。这些观测将提供有关黑洞形成和增长的独特信息，以及黑洞在星系演化中的作用。在这里，我们开发了几个关键的积木检测和表征黑洞二进制合并与LISA，包括快速外差似然估计，和有效的随机搜索技术。
2020-05-07 astro-ph.HE gr-qc
Exploring Features in the Binary Black Hole Population
Vamana是一个混合模型框架，它推导了线性调频质量、质量比和自旋分量的天体物理分布，并与双黑洞群的轨道角动量相一致。我们在这个框架中扩展的混合组件，也模型的合并率的红移演化和报告的所有主要的一个和两个维度的功能，在二进制黑洞人口使用69引力波信号检测到的虚警率$<1\mathrm{yr}^{-1}$在第三引力波瞬态目录（GWTC）-3。支持我们以前的报告和LIGO Scientific，Virgo和KAGRA合作组织最近的一份证实报告，我们观察到啁啾质量分布有多个峰值，并且缺乏与啁啾质量$10 \textrm{--} 12M_\odot$的合并。此外，我们观察到对齐的自旋显示质量依赖与较重的双星表现出较大的自旋，质量比显示依赖于啁啾的质量，但不是对齐的自旋，和红移的合并率的质量分布中的峰值的演化是不同的。这些特征可能反映了与双黑洞形成通道相关的天体物理学。然而，需要更多的观察来提高我们对它们的有限信心。
2022-03-29 astro-ph.HE
Can a binary neutron star merger in the vicinity of a supermassive black hole enable a detection of a post-merger gravitational wave signal?
双中子星（BNS）合并后的引力波（GW）信号有望包含有价值的信息，可以揭示NS的状态方程（EOS），合并过程中产生的物质的性质，以及任何潜在的中间合并产物，如超大质量或超大质量NS的性质。然而，合并后位于高频区（$ \gtrsim 1000 $ Hz），其中当前的LIGO-Virgo探测器不敏感。虽然NEMO、宇宙探测器和爱因斯坦望远镜等探测器可能会探测到$\mathcal{O}(10~\mathrm{Mpc})$内的BNS合并后的情况，但这种情况可能很罕见。在这项工作中，我们推测的可能性，检测合并从BNS合并在附近的超大质量黑洞（SMBH）。由SMBH的引力场产生的红移，以及BNS围绕SMBH的自行，可以有效地将合并后的信号“拉伸”到探测器的波段。我们证明，使用一个唯象模型，这种BNS聚结将使约束的峰值合并后的信号，否则将是不可能的，由于SMBH的红移程度可以独立收购。我们进一步展示了这种合并将如何改善EOS模型选择使用合并后的信号。我们讨论的机制，可能会提供这样的事件，这项工作的局限性。
2022-02-17 astro-ph.HE gr-qc
Hierarchical Black Hole Mergers in Nuclear Star Clusters: A Combined Dynamical-Secular Channel for GW231123-like Events
Zhejiang University（浙江大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；Cornell University（康奈尔大学）
研究针对 GW231123 类黑洞合并事件挑战标准模型的问题，提出在核星团中通过结合双星 - 单星相互作用与中央超大质量黑洞驱动的长期演化来产生此类合并，预测相关双星并指出探测其可助于了解黑洞组装动力学。
2026-07-17 astro-ph.HE gr-qc
Insights into the Milky Way pulsar--black hole population using radio and gravitational wave observations
LIGO-Virgo探测到的两次NS-BH合并首次直接证实了宇宙中存在这种类型的系统。这些发现也暗示了脉冲星-黑洞（PSR-BH）系统的存在。在本分析中，我们利用当前无线电调查中未检测到任何PSR-BH系统来估计银河系中向地球发射的$\sim$ 150 PSR-BH二元系统的95%上限。这对应于LIGO-Virgo网络合并检测率的95\%上限为$\mathcal{R}_{\rm LIGO} = 7.6$ ~yr $^{-1}$，其范围距离为100~Mpc，这与LIGO-Virgo得出的速率一致。此外，我们首次使用LIGO-Virgo的合并检测率估计来预测银河系中可检测的PSR-BH系统的数量。我们发现在银河系中存在$\left< N_{\rm obs, NSBH, e} \right> = 2^{+5}_{-1}$和$\left< N_{\rm obs, NSBH, p} \right> = 6^{+7}_{-4}$可探测的PSR-BH系统，分别对应于LIGO-Virgo估计的基于事件和基于人口的合并探测率。我们估计的概率检测这些PSR-BH系统与目前的无线电脉冲星调查，表明阿雷西博PALFA调查有最高的概率检测PSR-BH系统，而最近委托和计划的望远镜调查几乎保证检测到这些系统之一。最后，我们讨论了检测PSR-BH系统的障碍，以及如何在未来克服这些障碍。
2021-09-09 astro-ph.HE
Observing Gravitational Waves From The Post-Merger Phase Of Binary Neutron Star Coalescence
本文提出了一种有效的低维频域模板，用于分析双星中子星合并过程中恒星残骸的引力波信号。采用主成分分解方法对一组中子星合并的数值模拟结果进行了分析，得到了各种中子星状态方程和质量组态的波形的振幅谱和相位谱的正交基函数。我们回顾了双中子星合并中合并后期/合并后引力波发射的现象，并演示了如何理解合并期间和合并后的动力学导致构建一个通用的频谱。我们还提供了一个合并后的信号检测在未来的引力波探测器作为第三代仪器的科学案例的潜在贡献的前景进行了讨论。在我们的分析中得到的模板实现了$>90\%$匹配跨越各种各样的合并波形和应变灵敏度谱的电流和潜在的引力波探测器。Fisher矩阵分析产生了在将主要的合并后振荡频率$f_{\mathrm{peak}}$确定为$δf_{\mathrm{peak}} \sim 50$ Hz时的典型不确定性的初步估计。使用最近导出的$f_{\mathrm{peak}}$和中子星半径之间的相关性，这表明对基准中子星半径$\sim 220$ \，m的潜在约束。这种测量只可能用于附近（$\sim 30$ Mpc）的先进LIGO源，但对于计划升级到先进LIGO和其他未来仪器变得更加可行，导致对高密度中子星状态方程的限制，这些状态方程独立于并合前螺旋引力波信号推断的状态方程。
2015-09-28 astro-ph.HE gr-qc
The capability of the Australian Square Kilometre Array Pathfinder to detect prompt radio bursts from neutron star mergers
我们讨论的观测策略，以检测提示与引力波事件使用澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）。许多双中子星合并的理论模型预测，明亮，迅速的无线电发射将伴随合并。这种瞬发辐射的检测将大大提高我们对合并的物理条件、环境和位置的了解。然而，由于引力波事件的相对较差的定位，90%的可信区域达到数百甚至数千平方度，搜索瞬发发射变得复杂。在蝇眼模式下工作时，ASKAP的视场可以达到$\sim$ 1000 deg $^2$在$\sim 888\,{\rm MHz}$。这可能使观测者能够足够快地覆盖90%可信区域的大部分，以检测即时排放。我们使用从LIGO/Virgo的第三次观测运行的GW 170817和GW 190814的天空图来模拟在即将到来的第四次观测运行中检测到引力波事件的即时发射的概率。由于只有在合并后才发出警报，我们发现很难足够快地转动望远镜来捕捉任何即时发射。然而，随着负延迟管道\textit{before}合并发布的警报的增加，我们发现应该可以搜索附近的，明亮的提示FRB样发射的引力波事件。尽管如此，发生率还是很低的：假设瞬发辐射是在合并前后的几微秒内发出的，我们希望在第四次观测运行中观测到$\sim$ 0.012事件
2020-10-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Electromagnetic Follow-up Observations of Binary Neutron Star Mergers with Early Warnings from Decihertz Gravitational-wave Observatories
我们调查的前景电磁后续观测的双中子星（BNS）合并，与早期预警的帮助下，分赫兹引力波（GW）天文台，B-DECIGO和DO-最佳。在前人工作的基础上，我们不仅对不同$γ$射线卫星和BNS星群模型的联合短$γ$射线暴（sGRB）探测率进行了快速评估，而且对不同极限星等的巡天望远镜的多波段千诺瓦探测进行了详细的分析和结果。在一个假设的4年的任务时间为分赫兹GW观测站，我们发现，对于电磁后续行动的目标，DO-最佳表现优于B-DECIGO作为一个整体的检测率，并有一个更大的可探测距离联合sGRB/kilonova搜索。以BNS合并的对数正态总体模型和一天的预警时间为例，讨论了利用电磁设备和分赫兹GW探测器进行的各种协同观测的定位和定时精度以及红移分布。在此基础上，我们提出了一种可行的“等待”模式作为未来多信使天体物理的新探测模式。
2022-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Observing cosmological binary mergers with next generation neutrino and gravitational wave detectors
我们讨论了从物质丰富的二进制合并检测热中微子的潜力，通过长达数十年的多信使运动，涉及一个吨级水切伦科夫中微子探测器和一个或多个下一代引力波探测器，能够观察合并到红移$z\sim 2$。通过与引力波探测时间重合的中微子搜寻，可以从背景以上的单个合并中识别出单个中微子，并研究它们的能量分布、红移和候选源的类型（双中子星或中子星黑洞合并）。我们发现，合并率符合目前的LIGO-Virgo约束，并为$100~{\rm Mt\cdot yr}$曝光，之间的${\mathcal O(10^{-1})}$和${\mathcal O(10)}$中微子事件是预期的。对于在$\mathrel{{\bar ν}_e}$中发射超过$10^{52}$尔格的合并的极端情况，事件的数量可以与$\sim 100$一样大，对合并的灵敏度高达红移$z\sim 0.5$左右。这种情况已经可以用$10~{\rm Mt\cdot yr}$风险进行测试，从而限制了所考虑的系统在合并后的演变。
2019-12-25 astro-ph.HE
Numerical-relativity simulations of the quasi-circular inspiral and merger of non-spinning, charged black holes: methods and comparison with approximate approaches
我们提出了完全广义相对论模拟的准圆形inspiral和合并的收费，非自旋，二元黑洞与电荷质量比$λ\le 0.3$。我们讨论的关键功能，使这些二进制文件的长期和稳定的演变。我们还提出了一种计算电磁波携带的角动量的形式，以及电磁波对黑洞视界性质的贡献。我们实现我们的形式主义，并提出了第一次在数值相对论模拟的结果。此外，我们比较我们的完整的非线性解决方案与现有的近似模型的螺旋和振铃阶段。我们表明，牛顿模型的基础上的四极近似有20%-100%的误差在关键规范不变的数量。另一方面，对于所考虑的系统，我们发现，基于Kerr-Newman时空中测试粒子运动的残余黑洞自旋的估计与我们的非线性计算在百分之几以内一致。最后，我们讨论了未来的引力波探测器检测黑洞电荷的前景，无论是使用的inspiral-merge-ringdown信号或单独的ringdown信号。
2022-08-11 astro-ph.HE gr-qc
On the possibility to detect gravitational waves from post-merger super-massive neutron stars with a kilohertz detector
该研究模拟双中子星并合，评估千赫兹探测器探测并合后刚性旋转中子星引力波信号的比例，发现峰值灵敏度约2kHz的设计最优，可探测源比例最高可达45%。
2023-11-16 astro-ph.HE gr-qc
Massive Double White Dwarf Binary Mergers from the Moon: Extending the Reach of Multi-messenger Astrophysics
本文研究月球引力波探测器在亚赫兹频段探测巨质量双白矮星并合的能力，表明其每年可观测数十次事件、以百万分之一精度测量质量并提供数周预警，从而拓展多信使天体物理学。
2025-08-18 astro-ph.HE gr-qc
Detectability of modulated X-rays from LISA's supermassive black hole mergers
LISA的中心目标之一是探测来自超大质量黑洞合并的引力波。与恒星质量的黑洞合并相反，由于环双星盘的物质吸积到黑洞上，这种事件预计将是丰富的X射线源。合并前的轨道动力学也被认为会通过多普勒增强以准周期的方式调制所产生的X射线发射，并且与来自黑洞螺旋的引力波有简单的相位关系。探测到X射线源将使双星的精确和早期定位成为可能，从而使许多望远镜能够观察到合并的时刻。虽然由于存在许多混淆点源，在相对大的LISA天空定位中识别正确的X射线源将是具有挑战性的，但是准周期调制可以帮助识别。我们探讨了这种想法的实际可行性。我们模拟人口合并超大质量黑洞，他们的检测与LISA和他们的X射线光变曲线使用一个简单的模型。以NASA瞬变天体物理探测器上的X射线望远镜的参数为基础，设计并模拟了一个在LISA仍在观测黑洞内旋时寻找调制X射线源的观测活动。假设一个基准的LISA检测率$10$合并每年在红移接近$3.5$，我们预计一些调制X射线对应物的检测在名义上持续时间的LISA任务。
2019-12-06 astro-ph.HE gr-qc
The Distribution of Coalescing Compact Binaries in the Local Universe: Prospects for Gravitational-Wave Observations
合并的紧凑双星是最可行的和最好的研究候选人的引力波（GW）检测的全面运作网络的地面观测站。在第一次探测的预期中，GW源在局部宇宙中的预期分布是相当感兴趣的。在这里，我们调查的全相空间分布的合并紧凑的双星在$z = 0$使用暗物质模拟的结构形成。事实上，这些双星系统获得大的重心速度在出生时（“踢”）的合并网站的分布，更广泛地分布相对于他们的推定主机，与合并发生的距离几个Mpc的主机晕。因此，仅仅基于投影中最近的星系的红移估计可能是不准确的。另一方面，与宿主星系的大偏移可以帮助探测微弱的光学对应物，在设计后续观测策略时应该考虑到这一点。GW源的投影天空分布中的各向同性的程度被发现是增加增加踢速度和被严重增强，如果祖系统具有大踢推断从已知的人口的恒星和双紧凑双星。即使在没有观测到电磁对应物的情况下，GW天文台也可以在先进LIGO的预期精度和检测率范围内识别出不同反冲速度模型产生的双星天空分布的差异-特别是增加更多的干涉仪。
2010-11-04 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Detecting Lorentz Violations with Gravitational Waves from Black Hole Binaries
引力波观测已被用来测试洛伦兹对称性，通过寻找色散效应，所造成的高阶修正的色散关系。在这封信中，我认为一般的理由，当这样的修正存在，也将有一个标量激发。因此，对洛伦兹对称破缺的确凿观测将是对标量波的直接探测，这些标量波的传播速度不同于标准引力波的偏振速度或光速。有趣的是，在已知的洛伦兹破缺引力理论中，纯量波和张量波的速度之差几乎不受约束，而后者与光速之间的差异已经受到同时检测到的引力波和伽马射线的严重约束。二元中子星合并。
2018-01-12 astro-ph.HE gr-qc
GRMHD simulations of accretion flows onto massive binary black hole mergers embedded in a thin slab of gas
本文对嵌入薄磁化气体板中的等质量旋转双黑洞并合进行了GRMHD模拟，发现自旋构型在旋近阶段产生与轨道频率相关的吸积率调制，且并合后未现吸积率显著增加，揭示了电磁特征与气体几何分布的潜在联系。
2024-05-30 astro-ph.HE gr-qc
Detecting prompt and afterglow jet emission of gravitational wave events from LIGO/Virgo/KAGRA and next generation detectors
University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
研究通过LIGO/Virgo/KAGRA和下一代探测器检测引力波事件的喷流和余晖，发现O5期间可能有少量事件可检测，XG时代可能有数百次多信使检测。
2026-02-13 astro-ph.HE
Relativistic Simulations of Eccentric Binary Neutron Star Mergers: One-arm Spiral Instability and Effects of Neutron Star Spin
我们进行广义相对论流体动力学模拟的动态捕获双中子星合并，强调的作用所发挥的中子星自旋。动力学捕获合并可能发生在球状星团，以及其他致密的恒星系统，其中大多数中子星有大的自旋。我们发现合并的结果作为初始中子星自旋的函数的显着变化。对于自旋与轨道角动量一致的情况，剩余超大质量中子星中额外的离心支撑可以防止迅速坍缩成黑洞，而对于不一致的情况，减小的总角动量可以促进坍缩成黑洞。我们发现，即使是中等的自旋可以显着增加喷射物质的量，包括未绑定的速度大于光速的一半，导致更明亮的电磁签名与千新星和相互作用的喷出物与星际介质。此外，我们发现，初始中子星自旋可以强烈地影响已经丰富的现象，在合并后的引力波签名所产生的超大质量中子星的振荡模式。在我们的几个模拟中，由此产生的超大质量中子星发展出单臂（$m=1$）螺旋不稳定性，最明显的情况是那些小但不可忽略的中子星自旋。对于长寿的超大质量中子星，这种不稳定性的存在导致通过引力波探测这些事件的前景得到改善，从而可能提供有关中子星状态方程的信息。
2016-01-13 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic simulations of black hole-neutron star mergers: Effects of magnetic fields
当中子星（NS）被黑洞（BH）伴星在BH-NS双星螺旋末端的潮汐扰动时，其磁场将被拉伸和放大。如果足够强，这些磁场可能会影响引力波形，合并演化和残留盘的质量。在圆盘中形成高度准直的磁场线+旋转的BH残留物可能会发射相对论性喷流，为短硬GRB提供引擎。我们分析了这种情况下，通过完全广义相对论，磁流体动力学（GRMHD）BHNS模拟从螺旋通过合并和磁盘形成。不同的初始磁场配置和强度被选择为NS内部的nonspinning和适度自旋（a/M=0.75）BH与轨道角动量对齐。在NS中，只有强的内部（Bmax~ 10 ^17 G）初始磁场才能显著影响合并动力学，在不旋转和旋转BH的情况下，剩余盘质量分别增加了100%和40%。然而，探测即使是强磁场的印记对先进的LIGO来说也是一个挑战。虽然在我们进行的初步模拟中没有质量外流或磁场准直的证据，但可能需要更高的分辨率，加上更长的磁盘演变和不同的初始磁场配置，才能最终评估BHNS双星作为短硬GRB祖先的可能性。
2012-05-15 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Detectability of thermal neutrinos from binary-neutron-star mergers and implication to neutrino physics
我们提出了一个长期的战略，用于检测热中微子的残留物的双星中子星合并与未来的M吨水切伦科夫探测器，如超神冈。在<200 Mpc的范围内监测> 2500次合并，我们可能能够在人类时间尺度约80 Mt年的操作下探测到一个中微子，合并率为1 Mpc^{-3} Myr^{-1}，略低于LIGO-Virgo与GW 170817合作得出的中值。虽然中微子事件的数量是最小的，但如果钆溶解在水中，通过分析引力波探测器确定的每次合并后的约1秒，可以有效地将其他中微子源的污染减少到约0.03。如果我们允许等待时间增加约1.7倍，污染可能会进一步减少到约0.01。即使是一个中微子的探测也可以确定双星中子星合并产生的热中微子的能量尺度，并强烈支持或反对大质量中子星的形成。由于双黑洞合并，引力波的色散关系现在被可靠地限制在无质量粒子的色散关系中，相应的引力子质量限制为<~10^{-22} eV/c^2，因此中微子从引力波中的时间延迟可以用来将最轻本征态中中微子绝对质量的上限设定为<~O（10）meV/c^2。大型中微子探测器将提高探测能力，特别是未来计划的5 Mt Deep-TITAND和10 Mt MICA将使我们能够分别每16年和8年探测一次热中微子，从而增加重要性。
2018-05-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Finite-temperature Equations of State for Neutron Star Mergers
中子星合并产生的引力波的探测为利用引力波信号探测退禁闭夸克物质的存在或产生开辟了可能性。为了研究这种可能性，我们通过结合最先进的核物质状态方程和强相互作用夸克物质的全息状态方程，构造了一个在非零密度和温度下的中子星物质状态方程族。新出现的图片一致指向一个强大的一阶解除禁闭过渡，与温度相关的临界密度和潜热，我们定量研究。最近的中子星质量测量进一步用于区分不同的状态方程获得，留下一个严格约束的家庭的首选状态方程。
2019-09-08 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Rapid and reliable sky localization of gravitational wave sources
LIGO首次探测到两个致密天体合并产生的引力波，引发了人们对探测这些剧烈事件的电磁对应物的新兴趣。对于涉及中子星的合并，人们认为伽马射线和x射线的高能发射将在几天到几周后被可见光、红外线和无线电的余辉所跟随。利用来自引力波探测器网络的数据进行快速天空定位对于最大限度地提高联合探测的机会至关重要。在这里，我描述了一种新的技术，能够产生准确的，完全贝叶斯天图在几秒钟或更少。该技术可以应用于自旋旋进紧凑的binaries，并可以考虑到探测器校准和光谱估计的不确定性。
2016-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Forecasts for detecting the gravitational-wave memory effect with Advanced LIGO and Virgo
双黑洞（BBH）中引力波（GW）的探测使得广义相对论在一个以前从未研究过的领域得到了检验：强曲率和高GW光度。一个独特的和可测量的效果与这方面的理论是非线性GW记忆效应。GW记忆效应的特征在于它对自由下落的观察者的影响：在GW的突发经过他们的位置之前和之后，他们的位置之间的适当距离是不同的。引力波干涉仪，如LIGO和Virgo探测器，可以从单个BBH合并中测量这种效应的特征，但以前的工作表明，它需要一个比以前探测到的任何GW事件都更大质量和更近的事件。在LIGO和Virgo检测到的整个BBH合并群体中找到GW记忆效应的证据更有可能更快发生。先前的一项研究表明，GW记忆效应可以在大约100个事件后，在由第一个GW 150914事件等二进制组成的BBH群体中检测到。在本文中，我们计算预测的时间，它将采取先进的LIGO和处女座探测器（当探测器在其设计灵敏度操作），以找到证据的GW记忆效应的人口BBH是一致的，在前两个观测运行的LIGO探测器的事件的测量人口。我们发现，经过五年的数据收集先进的LIGO和处女座探测器的人口中的非线性GW记忆效应的信噪比将约为3（接近以前使用的检测阈值）。我们指出，不同的近似方法用于计算GW记忆效应可以导致显着不同的信噪比。
2020-02-05 astro-ph.HE gr-qc
An optimised gravitational wave follow-up strategy with the Australian Square Kilometre Array Pathfinder
高级激光干涉引力波天文台（LIGO）和高级室女座引力波探测器探测到的中子星合并，以及随后探测到的电磁对应物，开启了瞬态天文学的新时代。随着先进LIGO和先进处女座探测器的升级以及日本和印度即将上线的新探测器，未来将以更高的速度探测到中子星合并，从2019年初开始的O3观测运行开始。这些合并电磁辐射的检测提供了有关合并参数的重要信息，并允许独立测量哈勃常数。澳大利亚平方公里阵列探路者（ASKAP）预计将于2019年初全面投入使用，其30度的$^2$视场将使我们能够快速调查大面积的天空。在这项工作中，我们探索的前景，及时和长期的无线电发射探测中子星合并与ASKAP和确定的观测策略，优化使用望远镜的时间。我们使用475个模拟的引力波事件，研究了不同的策略来用望远镜指向平铺天空，以便在有限的观测时间内检测无线电对应物。我们的研究结果表明，与覆盖整个局部化的天真策略相比，即使在达到相同的总概率覆盖时，观察效率也有显着提高。
2019-03-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Constraining the cosmic merger history of intermediate-mass black holes with gravitational wave detectors
中等质量黑洞（IMBHs）还没有被发现，除了任何合理的怀疑，通过动力学或吸积签名。引力波（GWs）代表了一个无与伦比的机会来调查天空和检测IMBH的合并，使其有可能首次限制它们的形成，增长和合并历史跨越宇宙时间。虽然目前的LIGO-Virgo-KAGRA网络在检测IMBH双星合并方面受到很大限制，但下一代地面观测站和天基任务有望通过每年检测几个事件来揭示IMBH人口。在这里，我们通过确定下一代GW观测站的最佳网络来评估这种可能性，以重建整个宇宙时间的IMBH合并历史。我们表明，旅行者，爱因斯坦望远镜，宇宙探测器将能够约束合并IMBHs的主要质量的分布高达$\sim 10^3\ M_\odot$和质量比$\gtrsim 0.1$，而LISA将互补这样做，在更高的质量和更小的质量比。因此，下一代地基和天基观测站网络将有可能重建IMBH的合并历史。此外，质量为$\lesssim 5\times 10^3\ M_\odot$的IMBH可以在多波段观测到，红移可达$z\approx 4$，开创了GW天文学的新纪元。
2023-01-14 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gravitational wave triggered searches for high-energy neutrinos from binary neutron star mergers: prospects for next generation detectors
本文探讨了下一代引力波探测器（ET和CE）触发双中子星并合高能中微子搜寻的能力，指出多台第三代探测器的精确定位对于实现中微子符合探测或约束辐射模型至关重要。
2024-02-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing past mergers of supermassive black holes with pulsar timing arrays: The role of pulsar terms
Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）
研究利用脉冲星定时阵列探测已并合的超大质量黑洞双星，通过引力波信号中的脉冲项识别潜在源，预测平方公里阵列将能探测到具有高信噪比的此类源。
2026-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Optimized Radio Follow Up of Binary Neutron-Star Mergers
最近发现的双星中子星（BNS）合并GW 170817的动机，我们确定了最佳的观测设置检测和表征附近的无线电同行（$d_L\sim40$ \，Mpc）BNS合并。我们模拟GW 170817一样的无线电瞬变，和无线电余辉产生的快速喷流与各向同性能量$E_{\rm iso}\sim 10^{50}$ \，erg，在低密度星际介质（ISM; $n_{\rm ISM}=10^{-4}-10^{-2}$ \，cm $^{-3}$），从不同的视角观察（从轻微离轴到大部分离轴）。然后，我们确定GHz的无线电观测的最佳时机后，精确定位的BNS无线电对应的候选人，假设灵敏度相媲美的卡尔G。Jansky甚大阵。进行优化，以确保属性，如视角和拱星密度可以正确地重建与最少数量的观察。我们表明，无线电是最佳的波段，以探索最快的喷出物从BNS在低密度ISM，因为光发射很可能是由所谓的“kilonova”组件占主导地位，而X射线从喷气是检测只有一小部分的BNS模型考虑在这里。最后，我们讨论了未来的无线电阵列，如下一代VLA（ngVLA）将提高BNS合并的物理参数类似于这里探讨的可探测性。
2018-10-02 astro-ph.HE
Optical ultra-stable optical clock cavities as resonant mass gravitational wave detectors in search for new physics
提议将最先进光学原子钟的桌面尺寸超稳光学腔作为棒式引力波探测器，探测 2-20 kHz 频段信号，不仅能探测多种天体源引力波，还能通过寻找超轻玻色子探索超越标准模型的新物理。
2023-01-19 astro-ph.HE gr-qc physics.atom-ph
