Numerical relativity simulations of prompt collapse mergers: threshold mass and phenomenological constraints on neutron star properties after GW170817
我们使用一组新的227个数值相对论模拟确定了等质量中子星（NS）合并中黑洞形成的阈值质量。我们考虑了23个唯象的和微物理的有限温度状态方程，包括超子模型和一阶相变到退禁闭夸克的模型。我们确认的阈值质量，在阈值（$Λ_{th}$）的二进制潮汐参数，非旋转NS的最大质量和参考质量NS的半径之间的EOS不敏感的关系的存在。我们纠正了系统误差，在以前报道的拟合系数，获得近似广义相对论模拟。我们结合的EOS不敏感的关系，对NS属性和观测数据的现象学约束GW 170817推导出一个改进的下限的最大质量和1.6 M $_\odot$ NS的半径分别为9.81公里和10.90公里。我们还限制半径和四极潮汐变形（$Λ$）的1.4 $M_\odot$ NS大于10.74公里和172，分别。我们考虑所有独立参数的不确定性-拟合系数以及GW 170817群众，同时报告半径的限制范围。我们介绍了新的方法来约束NS的最大质量的上限和下限，使用未来的BNS检测和识别为即时或延迟崩溃。随着未来的观测，将有可能使用本工作中提出的方法来推导出对处于和高于核密度的物质性质的更严格的约束。
2022-04-08 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Kerr black hole hypothesis with GRS 1716-249 by combining the continuum-fitting and the iron-line methods
连续拟合和铁线法是目前测量吸积黑洞自旋的两种主要方法。在过去的几年里，这两种方法已经被开发用于测试基础物理。在目前的工作中，我们采用最先进的模型通过连续拟合和铁线方法来测试黑洞，并分析了黑洞双星GRS 1716-249在2016-2017年爆发期间的三次NuSTAR观测。在这三次观测中，源处于硬中间态，光谱显示出强烈的热分量和突出的相对论反射特征。我们的分析证实了GRS 1716-249中黑洞的克尔性质，并对可能偏离广义相对论的预测提供了相当严格的限制。
2022-01-13 astro-ph.HE gr-qc
Testing the Kerr-nature of stellar-mass black hole candidates by combining the continuum-fitting method and the power estimate of transient ballistic jets
天体物理学上的黑洞候选者被认为是广义相对论预测的克尔黑洞，因为如果不引入新的物理学，这些物体就无法解释。然而，没有观测证据表明它们周围的时空真的是由克尔解描述的。克尔黑洞假说可以通过扩展连续拟合方法来用现有的X射线数据进行测试，连续拟合方法是天文学家目前用来估计恒星质量黑洞候选者自旋的技术。一般来说，我们不能对克尔几何的可能偏差施加约束，而只能对这些偏差和自旋之间的某种组合施加约束。测量黑洞双星中瞬态喷流的无线电功率可以潜在地打破这种简并性，从而允许测试这些物体的克尔性质。
2012-01-25 astro-ph.HE gr-qc
Black-Hole Cartography
本文提出黑洞制图学方法，通过拟合数值相对论波形的球谐模重建准正常模的空间形状，验证了其与微扰理论的一致性，并应用于非线性二次准正常模以确定最优观测视角。
2025-01-17 astro-ph.HE gr-qc
Uncertainty-aware waveform modeling for high signal-to-noise ratio gravitational-wave inference
本文以IMRPhenomD为例，提出通过从先验分布采样并边缘化拟合系数，将数值相对论校准不确定性传播到引力波参数推断中，从而缓解高信噪比事件中的系统偏差。
2025-08-27 gr-qc
Testing Ghasemi-Nodehi-Bambi spacetime with continuum-fitting method
连续拟合方法是分析恒星质量黑洞周围几何薄而光学厚的吸积盘的热谱。Ghasemi-Nodehi和Bambi在EPJC 76：290，2016中提出了一种旨在测试天体物理学黑洞克尔性质的参数化。除了质量和自旋参数外，该度量还包含11个参数。我们可以通过将所有参数设置为1来恢复克尔情况。本文研究了在Ghasemi-Nodehi-Bambi背景下的连续拟合方法。我展示了每个参数对光谱的影响。然后，我采用\c{hi} 2研究，并表明，使用连续拟合方法的所有参数的Ghasemi-Nodehi- Bambi时空是退化的。然而，在高自旋值和Ghasemi-Nodehi-Bambi黑洞作为参考的情况下，参数b 9可以被约束。这种简并性意味着克尔情况下的光谱无法与Ghasemi-Nodehi-Bmabi时空中产生的光谱区分开来。这是一个关于测量天体物理学黑洞自旋和限制可能偏离广义相对论克尔情况的问题。
2020-06-24 astro-ph.HE gr-qc
Iterative extraction of overtones from black hole ringdown
针对双黑洞并合铃振引力波中高阶泛音易过拟合、难稳定提取的问题，提出时域拟合减除最长寿命模式的迭代方法，经模拟与数值相对论波形验证可更稳定提取泛音，助力克尔时空检验。
2024-09-12 astro-ph.HE gr-qc
A 5% measurement of the gravitational constant in the Large Magellanic Cloud
通过测量大麦云云（LMC）中的引力常量，我们对广义相对论进行了一种新的检验。大麦哲伦星云包含六颗被充分研究过的造父变星，它们都是分离的食双星。径向速度和光度观测使一个完整的轨道解决方案，和造父变星的周期精确测量允许详细的恒星建模。两者都对引力的强度敏感，前者通过开普勒第三定律，后者通过引力自由落体时间。我们共同拟合恒星参数和引力常量的观测值。执行一个完整的马尔可夫链蒙特卡罗分析的参数空间，包括所有相关的滋扰参数，我们约束的引力常量在相对于太阳系的大麦云是$G_\text{LMC}/G_\text{SS} = 0.93^{+0.05}_{-0.04}$。我们讨论了在另一个星系的暗能量和修改后的引力理论的牛顿常数的5%测量的影响。这个结果排除了一个造父变星CEP-1812，这是一个离群值，需要进一步研究：它要么是一个非常不寻常的系统，我们的模型不适用，要么它更喜欢$2.6σ$的$G_\text{LMC}<G_\text{SS}$。我们还获得了新的界限出现在半解析描述恒星过程的临界参数。特别是，我们测量的混合长度参数是$α=0.90^{+0.36}_{-0.26}$（当假设是恒定的，在我们的样本），并获得约束的参数描述湍流耗散和对流通量。
2021-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
Measuring the Kerr spin parameter of a non-Kerr compact object with the continuum-fitting and the iron line methods
在天体物理学黑洞候选者是广义相对论的克尔黑洞的假设下，连续拟合方法和K $α$铁线的分析是今天唯一能够提供这些物体的自旋参数的相对可靠的估计的可用技术。如果我们放松克尔黑洞假设，我们试图测试黑洞候选者的性质，我们发现，有一个很强的相关性之间的测量自旋和可能偏离克尔解决方案。在自旋参数为$a_*$的克尔时空中发射的辐射的性质确实非常相似，实际上与自旋不同的非克尔物体周围发射的辐射的性质几乎无法区分。在本文中，我解决的问题，无论是测量克尔自旋的连续拟合方法和K $α$铁线分析相同的对象可以用来要求克尔性质的黑洞候选人的情况下，一致的结果。在这项工作中，我考虑了两个非克尔度量，似乎答案确实取决于特定的背景。这两种技术可以提供非常相似的结果（Barclay度量的情况）或显示差异（Johannsen-Psaltis背景）。
2013-08-12 astro-ph.HE gr-qc
Remnant black hole properties from numerical-relativity-informed perturbation theory and implications for waveform modelling
在双黑洞（BBH）合并过程中，能量和动量以引力辐射的形式从双星系统中带走。获得辐射的能量和动量使我们能够预测残余黑洞的性质。我们开发了一个Python软件包gw_resident来计算残余质量、残余自旋、峰值光度以及残余黑洞从引力辐射中得到的最后一击。使用该软件包，我们计算了质量比q=2.5 ~ q=1000的非自旋BBH合并的最终黑洞的剩余性质，并使用了最近发展的基于黑洞微扰理论框架的数值相对论代理模型BHPTNRSur 1dq 1 e4产生的波形模式.我们验证了我们的结果对剩余的属性估计从数值相对论（NR）代理模型在可比的质量比制度，并对最近可用的高质量比NR模拟在q=[15，32，64]。我们发现，我们的剩余财产估计计算通量在未来零无限接近匹配的估计从NR代理模型的表观地平线数据。利用高斯过程回归拟合方法，我们训练了一个代理模型{BHPTNR_Remnant，用于描述质量比从q=2.5到q=1000的BBH合并产生的剩余黑洞的性质.最后，我们讨论了潜在的改进BHPTNRSur 1dq 1 e4波形模型时，包括剩余信息。我们公开了gw_resident和BHPTNR_Remnant包。
2023-02-12 astro-ph.HE gr-qc
Validating the Effective-One-Body Numerical-Relativity Waveform Models for Spin-aligned Binary Black Holes along Eccentric Orbits
自旋排列双黑洞的连续单体（EOB）数值相对论（NR）波形模型，即SEOBNR波形模型，是基于EOB理论框架和NR模拟的。SEOBNR模型在LIGO科学合作（LSC）引力波（GW）数据分析中的信号搜索和参数估计中发挥了重要作用。准圆轨道的SEOBNR模型通过扩展其有效域并包括更多NR结果，已经从版本1发展到版本4。沿着另一个方向，我们最近将SEOBNRv 1模型扩展到SEOBNRE模型，该模型适用于自旋取向的BBH沿偏心轨道的聚并。在本文中，我们验证这个理论波形模型进行比较，对数值相对论模拟银行，模拟极端时空（SXS）目录。总共研究了278个NR波形，其中包括具有大偏心率、大自旋和大质量比的双星。我们的SEOBNRE可以很好地模拟NR波形。278个波形的拟合因子大多数大于99%。这表明SEOBNRE模型可以作为偏心自旋定向BBH聚并的模板波形。
2019-10-02 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Black hole-neutron star mergers with massive neutron stars in numerical relativity
本文通过数值相对论研究黑洞-中子星并合，发现并合结果主要取决于中子星致密度、质量比和黑洞自旋，而几乎不依赖中子星质量，并验证了现有拟合公式对大质量致密中子星的适用性。
2024-11-21 astro-ph.HE gr-qc
Black-hole kicks from numerical-relativity surrogate models
双黑洞在合并时以引力波辐射线性动量。施加到黑洞残骸上的粒子速度可以达到数千公里/秒，从而将黑洞从它们的宿主星系中喷射出来。我们利用引力波形建模的最新进展，快速，可靠地提取反冲赋予通用，进动，黑洞二进制文件。我们的程序使用一个数值相对论代理模型，以获得一组二元参数的引力波形，然后从这个波形，我们直接积分的引力波线性动量通量。这完全绕过了在天体物理学背景下通常用于模拟黑洞反冲的拟合公式的需要。我们对参数空间中的黑洞反冲现象进行了深入的探索，总结并扩展了之前关于该主题的数值结果。我们的提取过程作为名为SURRKICK的Python编程语言的模块公开提供。在标准的现成机器上，踢评估需要~0.1s，因此使我们的代码非常适合移植到大规模天体物理研究中。
2018-05-28 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Testing the Kerr Paradigm with X-ray Observations
天体物理学黑洞候选者被认为是广义相对论的克尔黑洞，但这些物体的实际性质仍有待证实。连续拟合和铁线方法是目前唯一可用的技术来探测这些机构周围的时空几何和测试克尔黑洞范例。连续拟合方法是一种稳健的方法，但盘的热谱的形状通常太简单，无法同时测量自旋和限制可能与克尔解的偏差。铁线分析是一种潜在的强大技术，但目前我们没有高质量的数据和强大的天体物理模型。
2015-07-17 astro-ph.HE gr-qc
Testing alternative theories of gravity by fitting the hot-spot data of Sgr A*
本研究通过拟合Sgr A*热斑观测数据，检验多种修正Kerr黑洞时空（如带电、暗物质及参数化脏Kerr模型），并约束相关引力理论参数。
2022-01-12 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Viscous accretion and ejection from tori around black holes in general relativity
通过长期广义相对论黏性流体模拟，发现黑洞周围环面物质仅少量落入，多数以光速百分之几的速度抛射，且抛射发生在ISCO外，质量落入比例与ISCO半径的0.7次方成正比，揭示反向旋转吸积促进黑洞快速增长。
2025-02-24 astro-ph.HE gr-qc
Numerical relativity higher order gravitational waveforms of eccentric, spinning, non-precessing binary black hole mergers
我们使用开源的，社区驱动的，数值相对论软件，爱因斯坦工具包，研究偏心，旋转，非旋进的二进制黑洞合并与质量比$q=\{2, 4, 6\}$，个别无量纲自旋参数$χ_{1z}=\pm0.6$，$χ_{2z}=\pm0.3$，其中包括高阶引力波模式$\ell\leq4$，除了记忆模式的物理。假设恒星质量的二进制黑洞合并，可以检测到先进的LIGO探测器，我们发现，包括模式高达$\ell=4$增加的信号噪声之间的$3.5\%$到$35\%$的紧凑型二进制文件，相比，只包括$\ell=|m|=2$模式的信号。我们使用两个波形模型，TEOBResumS和SEOBNRE，其中包括自旋和偏心率校正的波形动力学，量化的轨道偏心率的数值相对论目录规范不变的方式，通过拟合因子计算。我们的研究结果表明，包含高阶波模式有一个可测量的影响，在恢复中度和高度偏心黑洞合并，因此，它是必不可少的波形模型和信号处理工具，准确地描述这些天体物理源的物理。
2023-03-21 gr-qc
Millilensing induced systematic biases in parameterized tests of General Relativity
本研究针对毫透镜引力波信号，分析忽略透镜效应对广义相对论参数化检验的系统偏差影响，发现虽ppE模型易误判偏差，但残差信噪比检验可识别拟合问题，现有探测器下难出现假阳性检测。
2024-10-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Upgraded waveform model of eccentric binary black hole based on effective-one-body-numerical-relativity for spin-aligned binary black holes
本研究将SEOBNRE模型更新为与SEOBNRv4一致的升级版，提高了高自旋黑洞的精度，在证实在特定参数范围内对数值相对论波形的拟合度优于98.2%。
2023-06-27 gr-qc
Extracting linear and nonlinear quasinormal modes from black hole merger simulations
本文开发了一种拟合算法，从SXS数值相对论模拟目录的500多个双黑洞并合模拟中提取线性和非线性准正则模式的振幅与相位，并提出了基于前身性质的拟合公式。
2025-07-14 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Interplay between numerical-relativity and black hole perturbation theory in the intermediate-mass-ratio regime
本文在中等质量比区间（7≤q≤128）内系统比较数值相对论与点粒子黑洞微扰理论的引力波形，分析并合阶段的非线性差异并提出拟合函数，同时评估α-β标定技术的适用性。
2023-08-08 gr-qc
Testing modified gravity with globular clusters: the case of NGC 2419
球状星团的动力学已经在广义相对论的背景下被非常详细地研究过，同时也用了与标准范式（如MOND）严重背离的引力修正。然而，目前还没有研究旨在测试重力的不太极端的修改（例如作为暗能量的替代品构建的模型）对球状星团行为的影响。这封信介绍了在狄克逊修正的重力模型下对星系团NGC 2419的速度色散剖面的拟合。数据显示，朝向星系团中心的速度离散度增加，这在广义相对论中可能难以解释。通过找到与Escherichon模型相关的最佳拟合解，我们证明了这种张力在修正引力中不存在。然而，最佳拟合参数给出的模型与太阳系的动力学不一致。探索不同的屏蔽机制应该给我们机会去理解，当涉及到球状星团时，是否有可能保持玻色子模型的吸引人的性质，同时正确地恢复太阳系动力学。
2018-02-06 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
