Massive Black Hole Binaries and Where to Find Them with Dual Detector Networks
单个天基引力波探测器将突破天文学和基础物理学的界限。拥有两个或更多个探测器的网络将显著改善源定位。在这里，我们考虑如何双网络的天基探测器将改善参数估计的大规模黑洞二进制。我们考虑两种情况：一个由激光干涉仪空间天线（LISA）和一个附加的类似LISA的日心探测器（如太极）组成的网络;以及一个由LISA和一个附加的地心探测器（如天琴）组成的网络。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗技术和Fisher矩阵估计，探讨两个探测器网络对天空定位和距离确定的影响。对其他源参数的影响也进行了研究。随着太极或天琴的加入，我们发现更大质量的MBHB的天空定位有了数量级的改善，同时也看到了较低质量系统和其他源参数的改善。
2021-05-17 astro-ph.HE gr-qc
A Systematic Search for Short-period Close White Dwarf Binary Candidates Based on Gaia EDR3 Catalog and Zwicky Transient Facility Data
银河系短周期密近白矮星双星（CWDBs）是星载引力波（GW）探测器的重要目标。由于固有的低光度，只有大约25个已确定的CWDB可被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到，这些CWDB也被称为验证二进制（VB）。盖亚早期数据发布3（EDR 3）提供了一个包含大量CWDB候选者的目录，其中还包括视差和测光测量。我们交叉匹配Gaia EDR 3和Zwicky Transient Facility公共数据版本8，并应用周期查找算法来获得周期变量的样本。通过对相位折叠光变曲线的检测，最终得到了包含429个CWDB候选的二元样本。我们进一步将样本分为食双星（包括58个HW Vir-type双星，65个EA-type双星，56个EB-type双星和41个EW-type双星）和椭球变星（209个ELL-type双星）。我们发现了四个具有独特光变曲线形状的超短周期双星候选者。我们估计了所有候选双星的GW振幅，并计算了天琴和LISA的相应信噪比（S/N）。在天琴（LISA）的标称任务时间内，我们发现了两个（6个）信噪比大于5的潜在GW候选者，这使得天琴（LISA）的候选VBs总数增加到18个（31个）。
2023-02-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Orbital Evolution of Neutron-Star -- White-Dwarf Binaries by Roche-Lobe Overflow and Gravitational Wave Radiation
我们研究了质量转移和引力波（GW）辐射对接触中子星白矮星（NS-WD）双星轨道演化的影响，以及空间GW探测器（例如，激光干涉仪空间天线，LISA;太极;天琴）。当WD分量充满其洛希瓣时，NS-WD双星成为接触双星，对于质量为0.05-1.4 Msun的WD，GW频率范围为0.0023 - 0.72 Hz。我们发现，一些高质量的NS-WD双星可能会经历不稳定的质量转移后直接合并。然而，大多数NS-WD双星可以避免直接合并，因为接触后的质量转移可以导致轨道演化的逆转。我们的模型可以很好地解释超紧凑X射线源4U 1820- 30的轨道演化。对于4U 1820- 30的4年观测，GW特征应变的预期信噪比（SNR）为~11.0/10.4/2.2（LISA/Taiji/Tianqin）。NS-WD双星GW频率的演化依赖于WD质量。质量大于4U 1820- 30的NS-WD双星预计将以显着更大的SNR检测。对于（1.4+0.5）Msun的NS-WD双星，一周观测的信噪比约为27/40/28（LISA/Taiji/Tianqin）。对于质量为（1.4+>~1.1）Msun的NS-WD双星，可以测量到GW频率和振幅的显著变化，从而有可能确定双星的演化阶段。在距离银河系边缘（~100 kpc）的地方，高质量的NS-WD双星仍然可以在SNR>~1的情况下被探测到。
2021-03-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
New Potential Ultra-compact X-ray Binaries for Space-based Gravitational Wave Detectors From Low-Mass Main-Sequence Companion Channel
该研究用COMPAS与LEGWORK模拟低质量主序伴星通道形成的UCXBs，并以SNR>5评估Taiji、LISA和TianQin的8年探测前景，确认其为重要空间引力波目标。
2025-02-17 astro-ph.HE
Measuring Mass Transfer Rates in Coalescing Neutron Star--White Dwarf Binaries with Deci-Hz Gravitational-wave Detectors
本文利用TaylorF2波形模型和MCMC模拟，研究了分赫兹引力波探测器对并合中子星-白矮星双星物质转移率的测量能力，给出了不同信噪比下的最小可探测转移率。
2024-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Investigating the stability of mass transfer in neutron star-helium white dwarf binaries
中子星-氦白矮星（NS+He WD）双星是近轨道双星系统演化的重要产物。它们通常被观测为毫秒双星，并可能继续演变为超紧凑X射线双星（UCXB）和连续引力波（GW）源，这些源将被LISA、天琴和太极等星载GW天文台探测到。然而，NS+He WD双星进行质量转移的稳定性没有得到很好的研究，仍在争论中。本文利用详细的恒星演化程序mesa，模拟了WD质量在0.17-0.45 $M_{\odot}$之间的NS+He WD双星的演化。相反，以前的研究的基础上流体力学，我们发现，显然所有NS+He WD二进制进行稳定的传质。我们发现，这样的UCXB的WD质量越大，较大的最大传质速率和较小的最小轨道周期在其演变过程中。最后，我们证明了数值和分析，有一个紧密的WD质量和GW频率UCXB之间的相关性，独立的NS质量。
2022-04-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Formation of millisecond pulsars with helium white dwarfs, ultra-compact X-ray binaries and gravitational wave sources
近轨道低质量X射线双星（LMXB）、射电毫秒双星（BMSP）和超致密X射线双星（UCXB）都属于同一演化序列。因此，了解这些种群如何从一个物种进化到另一个物种是极其重要的。此外，UCXB是重要的引力波（GW）源，可以被未来的星载GW观测站探测到。然而，这三个不同族群的中子星（NS）双星之间的形成和演化联系还没有完全了解。特别是，一个特殊的微调问题，以前已经证明了这些系统的形成。在这项调查中，我们测试了一个新提出的磁制动处方和模型的形成和演变的LMXB。我们计算一个网格的二进制演化模型，并提出了初始参数空间的祖二进制成功地发展所有的方式产生UCXB。我们发现LMXB演化为分离的NS+ELM~He~WD双星和后来的UCXB的初始轨道周期范围比标准磁制动方案下的演化明显变宽，从而有助于缓解微调问题。然而，我们也发现，形成宽轨道BMSP是禁止强版本的这种新的磁制动处方，因此需要修改的处方。最后，我们给出了UCXB作为银河系GW源的性质的例子，并讨论了它们的检测LISA，天琴和太极天文台。
2021-03-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Optical and Near-Infrared Monitoring of Gamma-ray Binaries Hosting Be Stars
光学和近红外观测汇编的三个伽玛射线双星托管Be星：PSR B1259-63，LSI+61 303，和HESS J 0632 +057。来自Be盘的发射被认为是根据其结构的变化而变化的，其中一些是由与致密物体的相互作用引起的（例如，潮汐力）。由于这些系统的高离心率和大轨道，相互作用-以及由此产生的观测值-取决于轨道相位。为了探索这种变化，使用两台1.5米级望远镜（南非天文台的IRSF和东广岛天文台的Kanata）对三个考虑的系统进行了多波段测光和线性偏振监测。
2021-09-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Pre-localization of Massive Black Hole Binaries in the Millihertz Band
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））；TianQin Research Center for Gravitational Physics, Sun Yat-sen University（中山大学天琴引力物理研究中心）；School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；School of Physics and Astronomy, University of Glasgow（格拉斯哥大学物理与天文学院）；Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Artemis（蔚蓝海岸大学、蔚蓝海岸天文台、法国国家科学研究中心阿耳忒弥斯实验室）
本文提出一种基于正常流的快速推理管道，用于毫赫波段大质量黑洞双星信号的早期预警分析，实现快速且精确的参数估计和天空定位，为电磁后续观测提供支持。
2026-04-27 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
What we can learn from multi-band observations of black hole binaries
LIGO/Virgo引力波（GW）干涉仪迄今已探测到10个合并的黑洞（BH）双星，其中一些质量比预期大得多。处于观测质量范围高端的恒星质量BH双星（具有“啁啾质量”${\cal M} \gtrsim 25 M_{\odot}$）应该在这些双星被地面GW探测器发现之前数年就可以被空间GW观测站探测到。本白皮书讨论了当空间和地面上的仪器观测到相同的双星时所产生的一些协同效应。我们考虑中等质量的黑洞双星（总质量$M \sim 10^2 -10^4 M_{\odot}$）以及恒星质量的黑洞双星。我们说明如何结合空间和地面的数据集可以打破简并，从而提高我们的理解二进制的物理参数。虽然早期的工作主要集中在天基观测站如何准确预测何时在地面上观察到一些合并，但反过来也很重要：陆基探测将使我们能够“更深入地挖掘”存档的天基数据，以自信地识别信噪比最初低于阈值的黑洞螺旋，从而使在两个波段中观察到的双星数量增加$\sim 4 - 7$。
2019-03-10 astro-ph.HE gr-qc
Detecting eclipsing double white dwarfs with electromagnetic and gravitational waves
本文用双星种群合成模拟两类双白矮星，评估 TianQin、LISA 及 Gaia、VRO 的电磁与引力波探测能力和参数估计精度，发现可联合发现数十颗食双白矮星。
2024-12-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Galactic transient sources with the Cherenkov Telescope Array Observatory
本文探讨了利用切伦科夫望远镜阵列观测台（CTAO）探测银河系TeV暂现源的可行性，指出CTAO有望通过机会目标观测发现微类星体等新源，并分析了长曝光可探测性及多波长协同研究前景。
2025-05-28 astro-ph.HE
Global Analysis of LISA Data with Galactic Binaries and Massive Black Hole Binaries
提出一种高性能全局拟合流水线，用于从LISA数据中提取银河系双星与大质量黑洞双星信号并估计残差噪声，通过为期一年的每周演化分析验证了其探测能力的提升，并开发了基于最大似然估计的多信号提取算法及高精度响应验证。
2024-06-03 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Dissecting accretion and outflows in accreting white dwarf binaries
这是一份支持大型X射线定时观测站（LOFT）飞行任务概念的白皮书，该观测站被提议作为欧空局的一项中型飞行任务。我们讨论了LOFT在吸积白矮星研究中的潜力。关于摘要，我们参考了该文件。
2015-01-12 astro-ph.HE
Sparsity Based Recovery of Galactic Binaries Gravitational Waves
星系双星作为引力波源的探测承诺了关于这些系统的前所未有的丰富信息，但也提出了信号处理的几个挑战。特别是，大量的预期来源和错误识别的风险要求开发强大的方法。在这里，我们描述了一个原始的非参数重建的银河双星的印记，在测量仪器的噪音影响典型的空间为基础的引力波天文台LISA。我们评估的影响，各种方法的基础上稀疏信号建模，并专注于自适应结构块稀疏。我们仔细表明，稀疏表示提供了一个可靠的访问干涉测量的物理内容。特别是，我们检查成功的快速提取的引力波信号的一个简单而现实的例子，涉及验证星系双星最近提出的LISA数据的挑战。
2020-05-07 astro-ph.HE astro-ph.IM eess.SP
Probing stellar winds and accretion physics in high-mass X-ray binaries and ultra-luminous X-ray sources with LOFT
这是一份支持大型X射线定时观测站（LOFT）飞行任务概念的白皮书，该观测站被提议作为欧空局的一项中型飞行任务。我们讨论了LOFT在研究高质量X射线双星和超亮X射线源方面的潜力。关于摘要，我们参考了该文件。
2015-01-16 astro-ph.HE
Sample of LMXBs in the Galactic bulge. I. Optical and near-infrared constraints from the Virtual Observatory
我们报告的档案光学和近红外观测的6个低质量的X射线双星位于银河系核球。我们处理了几个最近的钱德拉和XMM-牛顿以及爱因斯坦数据集的二元系统被怀疑是超紧凑的，这给了我们弧秒尺度的位置不确定性估计。然后，我们在现有的档案和其他虚拟天文台资源进行了全面的搜索，以发现这些对象的未发表的光学/近红外数据。我们发现并分析了ESO档案和UKIRT红外深空巡天（UKIDSS）对SLX 1735-269，3A 1742-294，SLX 1744-299，SLX 1744-300，GX 3+1，IGR J17505-2644系统的数据，并发表了它们的发现图表和光通量约束，以及这些物体的物理参数的简单估计。
2010-09-13 astro-ph.HE
INTEGRAL view on Cataclysmic Variables and Symbiotic Binaries
吸积白矮星（WD）构成了INTEGRAL天文台探测到的硬X射线源的重要组成部分。其中大部分是中极型和极型的磁激变变星，但类新星系统、光学薄边界层系统、矮新星（DN）和共生双星（SySs）在静止时的贡献也不可忽略。在这里，我们提出了一个简短的审查的结果，从观测的激变变量和共生双星的积分。亮点的结果包括显着增加已知的IP人口，WD质量的确定的显着部分的IP，建立的光度函数的磁性CV，和发现银河系脊X射线发射的起源，这似乎在很大程度上与硬发射从磁性CV。
2020-08-24 astro-ph.HE
Rapid and Bright Stellar-mass Binary Black Hole Mergers in Active Galactic Nuclei
激光干涉引力波天文台（LIGO）发现了双黑洞双星发射引力波的直接证据。星系核被认为是恒星质量黑洞的聚集地。这些黑洞中的相当一部分（$\sim30\%$）可以存在于双星系统中。我们研究了活动星系核中的黑洞双星的命运，它们被困在中心超大质量黑洞周围的吸积盘的内部区域。我们表明，二进制黑洞可以迁移到磁盘内，然后迅速合并以及在一个萨尔皮特时间。双星也可能从盘中吸积大量的气体，远高于爱丁顿速率。这可能导致可检测的X射线或伽马射线发射，但需要具有几个百分比辐射效率的超爱丁顿吸积，与薄盘相当。我们讨论了引力波观测和黑洞人口研究的影响。我们估计，先进的LIGO可能会检测到$\sim20$这样，气体诱导的二元合并每年。
2016-12-17 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Hunting Down White Dwarf--Main Sequence Binaries Using Multi-Wavelength Observations
本研究结合紫外和光学颜色-星等图及Gaia DR3与GALEX数据，在100 pc内识别出93个白矮星-主序双星候选体（80个为新发现），通过拟合光谱能量分布推导恒星参数，发现其WD伴星更热、更小且质量更大。
2023-11-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Binary evolution with LOFT
这是一份支持大型X射线定时观测站（LOFT）飞行任务概念的白皮书，该观测站被提议作为欧空局的一项中型飞行任务。讨论了LOFT在研究极暗X射线双星、黑洞X射线双星轨道周期分布和中子星自旋上升等方面的潜力。关于摘要，我们参考了该文件。
2015-01-16 astro-ph.HE
Disentangling Coalescing Neutron Star-White Dwarf Binaries for LISA
即将到来的星载引力波（GW）天文台LISA的主要候选源是众多的白矮星（WD）和中子星（NS）的银河系紧密双星，其中许多将合并并进行质量转移，导致X射线和GW的同时发射。在这里，详细和连贯的数值恒星模型探索这些系统的形成和演变，包括有限温度效应和完整的计算质量转移从WD到NS吸积器。演化轨迹的特征应变振幅的计算，和GW的频率动态啁啾质量参数空间中的演化的独特模式，使一个坚定的识别系统的性质。此外，它表明，精确检测的啁啾允许确定NS质量的精度为百分之几，与应用程序约束其状态方程，特别是双线GW源同时观察到在高和低的频率。
2020-04-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of the double white dwarf binary PTF J0533+0209 through stable mass transfer?
双白矮星（DWD）双星是研究共包层演化、Ia型超新星起源和银河系低频引力波源的重要材料。PTF J0533+0209是一个DWD系统，轨道周期短，约为20分钟，因此是一个所谓的LISA验证源。该系统和其他DWD的形成仍在辩论中。在本文中，我们讨论了可能的形成方案，这二进制，并认为它是不可能通过CE进化形成。应用一种新的磁制动处方，我们使用MESA代码来模拟该系统的形成，通过稳定的传质。我们找到了一个模型，它可以很好地再现观测到的WD质量和轨道周期，但不能再现低质量的He WD组分的有效温度和氢丰度。我们讨论了使用H闪光来减轻这种差异的可能性。最后，我们讨论了这个系统的未来演变成一个AM CVn二进制，如将被检测到的星载GW天文台，如LISA，天琴和太极。
2021-11-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Luminosity Function of High-Mass X-ray Binaries and Anisotropy in the Distribution of Active Galactic Nuclei toward the Large Magellanic Cloud
2003-2012年，INTEGRAL天文台对大麦云云进行了长期观测。目前，这是对河外磁场进行的最深的硬X射线（20-60 keV）测量之一，其中探测到了20多个不同性质的源。本文对大麦哲伦星系和活动星系核中的大质量X射线双星的分布进行了统计分析。高质量X射线双星的硬X射线光度函数是由一个斜率α ~1.8的幂律描述的，这与在大麦哲伦星云本身的光度函数测量结果一致，但在软X射线能带，和在其他星系。与此同时，朝向LMC的所检测到的活动星系核的数目证明比在其他方向上，特别是朝向源3C 273的所记录的活动星系核的数目小得多。后者证实了先前的假设，即局部宇宙中的物质分布是不均匀的。
2012-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gravitational-Wave Signatures from Compact Object Binaries in the Galactic Center
几乎每个星系的中心都有一个超大质量黑洞（SMBH），包括银河系。最近的研究表明，这些独特的地方预计将拥有大量的恒星和紧凑的物体双星。这些二元体与SMBH形成分层三重系统，并经历偏心的Kozai-Lidov（EKL）机制。在这里，我们估计潜在的引力波发射从这些紧凑的物体的激光干涉仪空间天线（LISA）和激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和处女座探测器的频带内的可探测性。我们产生一个后EKL人口的明星在洛希极限交叉的发病，并按照他们的演变紧凑的对象二进制。作为概念验证，我们采用了两个金属丰度，太阳金属丰度（$Z = 0.02$）和它的$15\%$（$Z = 0.003$）。我们证明，在观测时间尺度的LISA，黑洞双星（BH-BH）和白矮星双星提供了最突出的GW源通过EKL辅助合并渠道。涉及中子星的系统不太容易观测到，但可能通过不同的合并渠道丰富。我们的BH-BH与$Z = 0.02$（$Z = 0.003$）的群体合成转化为每年与LIGO在1 ${\rm Gpc}^3$球体内的$\sim$ $4$（$24$）事件。我们还估计在我们银河系中心（可能还有其他星系）的内秒差距内，在LISA波段可见的双星数量约为14 - 150 WD-WD，0 - 2 NS-BH，0.2 - 4 NS-NS和0.3 - 20 BH-BH。
2021-05-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
