Unraveling the Origin of Unequal Mass Gravitational Wave Events: Insights from a Galactic High Mass X-ray Binary
The University of Arizona（亚利桑那大学）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
研究通过银河系高质量X射线双星的演化路径，揭示了不等质量引力波事件的形成机制，强调了本地类比体在理解引力波源起源中的关键作用。
2026-02-12 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Modeling Equal and Unequal Mass Binary Neutron Star Mergers Using Public Codes
我们提出了三维模拟的动力学的双中子星（BNS）合并后，无论是形成一个超大质量中子星（NS）或旋转黑洞（BH）的螺旋过程的后期阶段，直到$\sim 20$毫秒系统已经合并。我们分别研究了总引力质量$2.207$、$2.373$、$2.537$、$2.697$和$2.854 M_\odot$的五种等质量模型，以及$M_{\mathrm{ADM}}\simeq 2.53\ M_\odot$和$q\simeq 0.94$、$0.88$、$0.82$和$0.77$（其中$q = M^{(1)}/M^{(2)}$为质量比）的四种不等质量模型。我们使用一个半现实的状态方程（EOS），即七段分段多变SLyPP与$Γ_{th} = 1.8$给出的热分量。我们还比较了使用BSSN-NOK和CCZ 4方法的引力扇区演化以及物质扇区的不同重建方法（即PPM，WENO和MP5）所产生的动力学（对于一个模型）。我们的结果表明，协议和高分辨率，但优势的BSSN-NOK补充WENO重建在较低的分辨率。本研究的一个重要特点是，这是第一次，这已经完成了只使用公开的开放源码软件，特别是，爱因斯坦工具包代码部署的动态演变和LORENE代码生成的初始模型。用于模拟的所有源代码和参数都已公开。这不仅可以重新运行和分析我们的数据，还可以让其他人直接在这项工作的基础上进行未来的研究。
2016-02-13 astro-ph.HE gr-qc
Line-of-Sight Acceleration-driven waveform corrections for unequal-mass compact binary coalescences
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（天文与天体物理大学中心）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学加拿大理论天体物理研究所）
本文为高阶模态波形模型推导LOSA的相位与振幅修正，证明其对GW190814等不对称双星参数估计至关重要，并指出文献中相关实现的不一致。
2026-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Surrogate models for precessing binary black hole simulations with unequal masses
只有数值相对论模拟才能捕捉到二元黑洞合并的全部复杂性。然而，这些模拟对于诸如参数估计的直接数据分析应用来说过于昂贵。我们提出了两个新的快速和准确的代理模型，这些模拟的输出：第一个模型，NRSur7dq4，预测的引力波形和第二个模型，\RemnantModel，预测的残余黑洞的属性。这些模型将先前的7维非偏心进动模型扩展到更高的质量比，并且已经针对具有质量比$q\leq4$和自旋幅度$χ_1,χ_2 \leq 0.8$以及通用自旋方向的1528个模拟进行了训练。波形模型NRSur 7dq 4在合并前约20个轨道开始，包括所有的$\ell \leq 4$自旋加权球谐模，以及黑洞的进动框架动力学和自旋演化。最后一个黑洞模型\RemnantModel模拟了残余黑洞的质量、自旋和反冲速度。在它们的训练参数范围内，这两个模型被证明比现有模型更准确，至少一个数量级，误差与数值相对论模拟中的估计误差相当。我们还表明，代理模型工作良好，即使外推的训练参数空间范围外，质量比$q=6$。
2019-10-10 astro-ph.HE gr-qc
Accretion disks around binary black holes of unequal mass: GRMHD simulations near decoupling
我们报告的模拟在广义相对论的磁化磁盘到黑洞二进制。我们改变的二进制质量比从1：1到1：10和发展的系统时，他们的轨道附近的二进制磁盘去耦半径。我们比较（表面）密度分布，吸积率（相对于一个单一的，非旋转的黑洞），可变性，有效的$α$应力水平和光度的质量比的函数。我们把磁盘在两个限制制度：快速辐射冷却和无辐射冷却。磁场线清楚地揭示了从两个黑洞视界出现的喷流，并在很远的距离合并成一个共同的喷流。磁场引起的激波加热比纯流体动力学流强得多，完全改变了盘的结构，并提高了吸积速率和光度。近层位的吸积流是致密结构之一;事实上，1：10的无冷却演化导致空洞的再填充。盘体中的典型有效温度是$\sim 10^5 (M/10^8 M_\odot)^{-1/4} (L/L_{\rm edd})^{1/4} {\rm K}$，产生特征热频率$\sim 10^{15} (M/10^8 M_\odot)^{-1/4} (L/L_{\rm edd})^{1/4}(1+z)^{-1}{\rm Hz} $。因此，这些系统是许多河外光学巡天的有希望的目标，如LSST，WFIRST和PanSTARRS。
2013-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Renormalized spin coefficients in the accumulated orbital phase for unequal mass black hole binaries
我们分析了银河系黑洞合并及其发射的引力波。这样的合并通常具有不相等的质量，质量比约为1/10。发射的引力波带有双星自旋和质量四极子的印记。在这些贡献中，我们在这里考虑的自旋的准进动演化。考虑到这些第三个后牛顿（3 PN）的影响，重新规范化（重新定义）的1.5 PN和2 PN准确的自旋贡献的累积轨道相位的方法开发。
2009-09-03 astro-ph.HE gr-qc
Dissipative Evolution of Unequal Mass Binary-Single Interactions and its Relevance to Gravitational Wave Detections
在运动方程中加入了潮汐耗散和引力波发射等能量损失项，研究了双星-单星相互作用。包含这些术语导致在三体相互作用期间通过两体捕获形成的紧凑双星的形成。这些双星主要合并相对迅速在高偏心率，与几个可观察到的和动力学的后果。尽管它们有可能在目前和即将进行的瞬态调查中被观察到，但它们的结果并没有受到严格的限制。在本文中，我们提出了一个分析框架，允许估计这样的两体捕获的横截面，这使我们能够研究相应的速率如何依赖于初始轨道参数，质量层次，相互作用的对象的类型，和能量耗散机制。这种形式主义在这里应用于研究形成的两体引力波捕获，我们估计的绝对和相对速率相关的先进的LIGO探测。结果表明，两体引力波捕获应该有令人信服的观测意义，如果一个相当大的分数检测到的紧凑的双星通过动力学相互作用形成。
2017-06-12 astro-ph.HE
The hangup effect in unequal mass binary black hole mergers and further studies of their gravitational radiation and remnant properties
我们提出了74个新的非旋进自旋黑洞二进制的模拟结果与质量比$q=m_1/m_2$的范围$1/7\leq q\leq1$和个人的自旋覆盖的参数空间$-0.95\leqα_{1,2}\leq0.95$与一个运行的自旋$\pm0.95$。我们补充这些运行与107个以前的模拟研究的挂起效应在黑洞合并，即延迟或即时合并的旋转孔相对于非旋转双星。我们执行的数值演化，通常是最后十个轨道合并前，到最后的残余黑洞的形成。这使我们能够研究不等质量双星的悬挂效应，从而确定控制合并前轨道数的自旋变量为$\vec{S}_{hu}\cdot{\hat{L}},$，其中$\vec{S}_{hu}=(1+\frac12\frac{m_2}{m_1})\vec{S}_1+(1+\frac12\frac{m_1}{m_2})\vec{S}_2$。结合这181次模拟的全部结果，得到了改进的最终黑洞质量、自旋和反冲速度以及引力应变的峰值亮度和峰值频率的拟合公式，并发现了它们之间新的关联。这种精确的新的一组模拟增加了可用于引力波观测参数估计的可用数值相对论波形的数量。
2018-01-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Accretion disks around binary black holes of unequal mass: GRMHD simulations of postdecoupling and merger
我们报告的结果，从放松磁盘初始数据开始，在广义相对论的磁化磁盘吸积合并黑洞二进制的模拟。模拟的特点是一个有效的，快速的辐射冷却计划作为未来治疗的限制情况下，辐射转移。在这里，我们通过螺旋和合并来演化双星-盘解耦后的系统，并用$q\equiv m_{\rm bh}/M_{\rm BH}=1,1/2,$和$1/4$来分析双星质量比对系统演化的依赖性。我们发现与局部冷却相关的光度大于与物质动力学流出相关的光度，而与磁场能量的整体传输相关的电磁（坡印廷）光度最小。合并时冷却的光度只比单个非旋转黑洞的光度小一点点。初始喷流的发射与质量比无关，而同一初始盘在单个非旋转黑洞上吸积并不像预期的那样导致喷流。对于所有的质量比，我们看到一个短暂的行为，在准直，磁化流出持续$2-5 ( M/10^8M_\odot ) \rm days$合并后：流出变得越来越磁主导和加速到更高的速度，提高坡印廷光度。这些突然的变化可以改变整个喷流的电磁辐射，并可能有助于区分活动星系核中的黑洞合并，从单吸积黑洞喷流形态的基础上。
2014-12-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Thermal X-ray signatures in late-stage unequal-mass massive black hole binary mergers
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）；Westgate Research（Westgate研究）；Clemson University（克莱姆森大学）；New York University（纽约大学）
本研究通过高分辨率二维模拟，发现不等质量超大质量黑洞双星并合前热X射线发射出现尖锐尖峰，可作为识别LISA电磁对应体的新特征，并揭示了主次黑洞吸积角色反转现象。
2025-03-03 astro-ph.HE
The dynamics and electromagnetic signatures of accretion in unequal mass binary black hole inspirals
本研究通过解析估计和流体动力学模拟，揭示了不等质量吸积双黑洞并合前数年至数十年的电磁信号特征（如UV增亮、X射线变暗），为LISA探测引力波爆发的电磁后续观测提供理论依据。
2025-07-07 astro-ph.HE
Unequal Mass Binary Evolution Driven by High Mach Circumbinary Disks
Clemson University（克莱姆森大学）
研究环二星盘驱动的不等质量黑洞双星轨道演化，探讨马赫数和粘性对双星演化的影响，发现低粘性环境下低质量比双星倾向于螺旋外流，而高粘性环境下则倾向于内流。
2026-03-27 astro-ph.GA astro-ph.HE
Hierarchical data-driven approach to fitting numerical relativity data for nonprecessing binary black holes with an application to final spin and radiated energy
数值相对论是研究双黑洞并合的重要工具。它仍然是计算上禁止涵盖BBH参数空间详尽，使现象学拟合公式BBH波形和最终状态的性质，重要的实际应用。我们描述了一个一般的层次自下而上的拟合方法来设计和校准适合的三维参数空间的准圆形非旋进合并BBHs，跨越质量比和正交的轨道平面的个别自旋组件的数值相对论模拟。特别注意的是，将极端质量比限制和次显性不等自旋效应。作为该方法的一个例子，我们提供了两个应用程序，最终自旋和最终质量（或等效：辐射能量）的残余黑洞。拟合427数值相对论模拟，我们得到的结果与以前发表的拟合大致一致，但提高整体精度，特别是在极端极限和不等自旋配置的方法。我们还讨论了在结合来自不同来源的模拟时数据质量研究的重要性，详细的误差预算对于进一步改进这些已经高度准确的拟合是多么必要，以及对不等自旋效应的首次详细研究如何帮助选择最有信息的参数用于未来的数值相对论运行。
2017-03-27 astro-ph.HE gr-qc
Properties of the redback millisecond pulsar binary 3FGL J0212.1+5320
Linares等人（2016）获得了红背星系3FGL J0212.1 + 5320中二级恒星的准同步g '，r'和i波段光变曲线和吸收线径向速度曲线。光变曲线显示出两个极大值和极小值，这主要是由于第二颗恒星的椭球调制，但极大值和极小值不相等。我们拟合这些光变曲线和径向速度与我们的X射线双星模型，包括一个黑暗的太阳型的恒星斑点或热点，由于偏离中心加热从intrabinary冲击，占不平等的最大值。两种模型都给出了与观测一致的径向速度半振幅和旋转展宽。观测到的次级恒星的有效温度与使用热点模型获得的值最匹配，该模型给出中子星和次级恒星的质量分别为$M_{\rm 1}$ = 1.85 $^{+0.32}_{-0.26}$ $M_{\odot}$和$M_{\rm 2}$ = 0.50 $^{+0.22}_{-0.19}$ $M_{\odot}$。
2017-08-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling the remnant mass, spin, and recoil from unequal-mass, precessing black-hole binaries: The Intermediate Mass Ratio Regime
我们重新建模的剩余黑洞的属性，导致合并的黑洞二进制的参数的函数。我们提供了一组经验公式的最终质量，自旋和反冲速度的最终黑洞的质量比和个别自旋的祖先的函数。为了确定这些公式的拟合系数，我们进行了一组128个新的数值演化的进动，不等质量的黑洞二进制文件，并适合由此产生的残余质量，自旋和反冲。为了降低分析的复杂性，我们选择了这样的配置，其中一个黑洞旋转，无量纲自旋α =0.8，相对于轨道角动量的角度不同，另一个不旋转。除了演化出具有不同自旋倾角的双星家族，我们还演化出质量比小至q=1/6的双星。我们使用由此产生的经验公式来预测的概率黑洞合并导致一个给定的反冲速度，总辐射引力能，和最终的黑洞自旋。
2016-07-20 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Suitability of hybrid gravitational waveforms for unequal-mass binaries
本文研究了第二代地基引力波探测器中强双星黑洞源参数估计的后牛顿（PN）和数值相对论（NR）混合波形的充分精度准则。我们调查等质量的非自旋双星与一个新的33轨道NR波形，以及不等质量的双星质量比2，3，4和6。对于相同的质量，33轨道NR波形使我们能够恢复以前的结果，并扩展到匹配在较低的频率的分析。对于质量不等的情况，不同PN近似之间的误差随质量比的增大而增大。因此，在3.5PN时，用于更高质量比系统的混合器将需要具有更多引力波（GW）周期的NR波形，以保证对参数估计没有不利影响。此外，我们研究了混合波形的潜在改进，可以预期从第四阶后牛顿波形，并发现，这第四后牛顿阶的知识将显着提高混合波形的准确性。
2013-04-22 astro-ph.HE gr-qc
Anomalies in the gravitational recoil of eccentric black-hole mergers with unequal mass ratios
线性动量的辐射对合并中的黑洞双星系统的质心产生反冲（或“反冲”）。最近的数值相对论计算表明，对于自旋位于轨道平面内的等质量自旋双星（“超级反冲”配置），偏心率可导致反冲速度增加约25%[U Sperhake et al. Phys. Rev. D 101（2020）024044（arXiv：1910.01598）]。在这里，我们调查的非零偏心的非自旋，不等质量的黑洞双星的反冲幅度和引力波发射的影响。我们证实，非零的偏心率在合并可能会导致更大的踢高达25%的准圆形的情况下。我们还发现，反冲速度$v$有一个振荡的偏心率的依赖关系，我们解释为合并时的落入方向和远心点（或近心点）方向之间的角度变化的结果。
2021-05-11 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves and mass ejecta from binary neutron star mergers: Effect of the stars' rotation
我们提出了新的（3+1）维数值相对论模拟的双中子星（BNS）合并，考虑到NS自旋。我们考虑不同的自旋配置，对齐或反对向的轨道角动量，相等和不等质量的BNS和两个状态方程。所有的模拟都采用了准平衡的圆形初始数据，在恒定的旋转速度的方法，即他们是一致的爱因斯坦方程和流体动力学平衡。我们研究了NS旋转对能量学、引力波（GW）和与动力学质量喷出物相关的可能的电磁（EM）辐射的影响。对于无量纲自旋大小的$χ\sim0.1$，我们发现，自旋-轨道相互作用和自旋诱导的四极形变影响后期的螺旋合并动力学。然而，后者是由有限尺寸效应主导的。自旋（潮汐）效应导致GW相位差在最后八个轨道合并期间累积高达5（20）弧度。类似地，合并后残余物的坍缩时间和GW谱图受NS旋转的影响。在质量不等的系统中，可以清楚地观察到动力学喷出物中的自旋效应，在这些系统中，质量喷出物起源于伴星的潮汐尾。因此，kilonovae和其他EM对应物受到自旋的影响。我们发现，自旋对齐的轨道角动量导致更明亮的EM对应物比反对齐自旋的亮度高达两个更高的因素。
2016-11-22 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Exploring binary-neutron-star-merger scenario of short-gamma-ray bursts by gravitational-wave observation
用广义相对论模拟方法研究了双中子星合并坍缩到黑洞的引力波的特征。我们发现，GW光谱印记的合并动力学，形成过程的磁盘，状态方程的中子星，总质量和质量比。短$γ$射线爆发的中心引擎的形成机制，这可能是由一个黑洞和周围的磁盘，因此，可以通过GW的观测约束。
2010-02-13 astro-ph.HE gr-qc
Preferential accretion onto eccentric and unequal binary black holes
Columbia University（哥伦比亚大学）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学技术研究所）；New York University（纽约大学）
本研究通过80组不同质量比和偏心率的超大质量双黑洞流体动力学模拟，明确偏心且质量不等双黑洞的优先吸积行为，发现低偏心率、低质量比双黑洞的次级黑洞吸积优势最强，该吸积率变化与环绕双黑洞的气体盘进动相关，还揭示了其对双黑洞演化及观测的影响。
2026-09-07 astro-ph.HE
General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Accretion Disks Around Tilted Binary Black Holes of Unequal Mass
本文通过广义相对论磁流体动力学模拟不等质量、倾斜自旋双黑洞吸积盘，揭示质量比与自旋取向对喷流形成、重定向及坡印廷光度变化的影响。
2023-02-17 astro-ph.HE gr-qc
A new public code for initial data of unequal-mass, spinning compact-object binaries
构造满足约束的初始数据是数值探索致密天体二进制动力学的一个基本要素。虽然多年来已经开发了几个代码来计算包括两个黑洞，或两个中子星，或一个黑洞和一个中子星的双星的一般准平衡配置，这些代码往往是不公开的，或者他们只提供了有限的能力，在质量比和旋转的组成部分在二进制。在这里，我们提出了一个新的开放源代码收集的光谱椭圆解算器，能够探索的主要参数空间的二元黑洞（BBH），二元中子星（BNS），混合二进制的黑洞和中子星（BHNS）。特别重要的是，谱解算程序库能够处理无旋或具有与轨道角动量平行的内禀自旋角动量的中子星。通过支持零温度或有限温度下的解析和列表状态方程，新的基础设施特别适合于BHNS和BNS二进制的构建。对于后者，我们表明，新的求解器能够达到物理上合理的参数空间中的最极端的角落，包括极端的质量比和自旋不对称性，从而代表了迄今为止计算的最极端的BNS。通过一系列系统的例子，我们证明了求解器能够构建准平衡和偏心减少的初始数据BBHs，BNS和BHNS，在所有情况下实现谱收敛。此外，利用这些初始数据，我们还进行了这些系统从螺旋到合并后的演化，得到了偏心率$\lesssim 10^{-4}-10^{-3}$的演化和精确的引力波形。
2021-06-24 astro-ph.HE gr-qc
Evolutions of unequal mass, highly spinning black hole binaries
我们演化出一个二元黑洞系统，其质量比为$q=m_1/m_2=2/3$，自旋分别为$S^z_1/m_1^2=0.95$和$S^z_2/m_2^2=-0.95$，其中大黑洞的自旋与轨道角动量$L^z$反对齐，小黑洞的自旋与$L^z$对齐。这种配置被选择来测量非旋进双星的残余黑洞的最大反冲。我们发现残余黑洞的反冲速度为500 km/s，这是数值模拟所记录的最大值。残余质量、自旋和重力波形峰值亮度和频率也为源建模提供了参数空间中的有价值的点。
2017-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
An alternative interpretation of GW190412 as a binary black hole merger with a rapidly spinning secondary
LIGO-Virgo合作最近报道了GW 190412的性质，GW 190412是一个不相等分量质量的二元黑洞合并（使用EOBNR PHM近似时质量比为$0.25^{+0.06}_{-0.04}$）和与轨道角动量一致的非零有效自旋。他们使用没有信息的先验来推断更大质量的黑洞在90%的置信度下具有0.17和0.59之间的无量纲自旋幅度。我们认为，在孤立的二元演化的背景下，这是更自然的假设，先验的第一个出生的，更大的质量黑洞有一个可以忽略不计的自旋，而质量较小的黑洞的自旋优先与轨道角动量对齐，如果它是由潮汐旋转。在这种天体物理学的动机下，我们得出结论，低质量黑洞有一个无量纲的自旋分量在0.64和0.99之间沿轨道角动量。
2020-04-29 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Exploring the astrophysical origins of binary black holes using normalising flows
本文利用归一化流高效模拟五种双黑洞族群合成模型，并结合引力波观测约束不同形成渠道的分支比与双星演化物理过程。
2025-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Exploring tidal effects of coalescing binary neutron stars in numerical relativity
通过对数值相对论模拟得到的引力波波形的分析，研究了双中子星在螺旋上升阶段晚期发射的引力波。为了从数值结果中得到物理引力波形，分辨率外推对我们的模拟起着至关重要的作用。外推的引力波相位进行了比较，在后牛顿（PN）和有效的一体（EOB）形式主义，包括潮汐效应的校正计算。我们发现，外推的重力波的相位在数值相对论同意与PN和EOB计算的大部分的inspiral阶段，除了潮汐为主，最后inspiral阶段，其中PN和EOB结果低估了潮汐效应。然而，在过去的15个周期中，我们的外推结果和PN/EOB计算结果之间的累积相位差至多为1- 3弧度。
2013-03-07 astro-ph.HE gr-qc
Exploring the nature of black hole and gravity with an imminent merging binary of supermassive black holes
针对候选超大质量双黑洞SDSS J1430+2303，研究即将并合的超大质量黑洞双星引力波源的探测需求，提出扩展的Taiji pathfinder-plus方案有望探测近距源，以助力探索黑洞性质与引力本质。
2023-05-08 astro-ph.HE gr-qc
Exploring the Parameter Space of Compact Binary Population Synthesis
当我们进入引力波天文学时代时，我们开始收集观测资料，这将使我们能够探索以前无法达到的大质量恒星双星的天体物理学方面。在本文中，我们描述了COMPAS（紧凑物体合并：人口天体物理学和统计学），这是一个新平台，使我们能够加深对孤立双星演化和引力波源形成的理解。我们描述了与他们的探索相关的计算挑战，并提出了初步的结果，克服他们使用高斯过程回归作为模拟仿真技术。
2017-04-12 astro-ph.HE
Exploring stellar evolution with gravitational-wave observations
最近探测到的合并双黑洞产生的引力波为研究大质量恒星的演化和黑洞的形成提供了新的可能性。特别是，恒星演化模型可能会受到限制的基础上的差异，预测分布的黑洞质量和红移。在这项工作中，我们提出了一个框架，结合星系和恒星演化模型，并用它来预测合并的双黑洞的检测率为各种恒星演化模型。我们讨论的前景约束的时间延迟分布的形状合并二进制文件只使用观测到的啁啾质量分布。最后，我们考虑了一个原生黑洞形成的一般模型，并讨论了将其与恒星起源的黑洞区分开来的可能性。
2018-09-09 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The Multiple Paths to Merger of Unequal-Mass Black Hole Binaries in the Disks of Active Galactic Nuclei
本文系统研究AGN盘内不等质量黑洞双星早期轨道演化，揭示顺行与逆行双星在旋近速率、偏心率演化和质量比变化上的显著差异，为未来引力波观测提供理论依据。
2025-05-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring Temperature Influences on Gravitational Wave Production in Binary White Dwarfs
本研究探究温度对双白矮星并合引力波的影响，计算了热白矮星的潮汐参数与引力波特征，发现低质量高温星引力波发射弱、大质量星引力波更强且频率特性适配LISA初期探测能力。
2025-01-13 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
Exploring the small mass ratio binary black hole merger via Zeno's dichotomy approach
我们进行了一系列的二进制黑洞模拟越来越小的质量比，达到一个128：1的二进制合并前显示13个轨道。在详细研究了$q=m_1/m_2=1/15$非旋转情况下的收敛性的基础上，我们在较小的孔层周围应用了额外的网格细化级别，以相继达到$q=1/32$、$q=1/64$和$q=1/128$的情况。在8节点仿真中，观察到$1/q$的计算资源缩放大致呈线性。我们计算合并的剩余属性：最终质量，自旋和反冲速度，发现视界和辐射测量之间的精确一致性。我们还计算了引力波形：它的峰值频率，振幅和光度。我们将这些值与相应的唯象公式的预测进行比较，再现粒子极限在2%以内，然后我们使用新的结果来提高它们的拟合系数。
2020-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Extreme resonant eccentricity excitation of stars around merging black-hole binary
本文研究共面三体系统中恒星绕并合黑洞双星的动力学，发现共振平流可导致恒星轨道极端偏心率增长，并影响BHB硬化速率及产生可观测特征。
2024-06-07 astro-ph.HE gr-qc
A weakly modelled view of the joint compact-binary mass plane: population structure and spectral-siren cosmology
Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；Université de Toulon（土伦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
本文提出灵活混合模型联合推断致密双星质量分布与宇宙学，识别GWTC-5.0中群体结构，并证明二维质量模型对H0约束更窄，强调二维视角对谱学警笛信息的重要性。
2026-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Effects of Onset of Phase Transition on Binary Neutron Star Mergers
本研究通过数值相对论模拟双中子星合并，探究强子-夸克相变起始对合并动力学和引力波频谱的影响，发现低密度相变显著改变合并后引力波特征，且在不等质量双星中信号更显著。
2023-12-12 astro-ph.HE
A Shining Death of Unequal Supermassive Black Hole Binaries
在$Λ$ CDM方案中，小星系合并产生更大的实体。由于超大质量黑洞（SMBH）存在于各种大小的星系中，SMBH双星（SMBHB）通常被认为是在星系合并过程中形成的。目前还不清楚这些双星中有多少最终会合并，但普遍的共识是，最初的轨道衰变是由周围的气体和恒星介导的。在这封信中，我们表明，在活动星系核（AGN）的辐射场也导致吸积SMBH的轨道收缩。相应的机制，被称为“坡印廷-罗伯逊阻力”（PR阻力），对一个定义明确的时间尺度$CT_{\rm Sal}$起作用，其中$T_{\rm Sal}$是活动星系核的Salpeter时间尺度，大概与主SMBH一致，而$C=4ξ^{-1}ε^{-1}q^{1/3}(1+q)^{2/3}(1-ε)$是一个常数，由辐射效率$ε$，两个黑洞的质量比$q$，和一个参数$ξ$，表征环次吸积盘的大小。我们发现，当$q\lesssim$几个$\times10^{-5}$，PR阻力是更有效地收缩的二进制比许多其他机制，如动力学摩擦和I型迁移。我们的发现指出了一个可能的新渠道的不平等SMBHB的合并和AGN中的中等质量黑洞的清除。
2020-03-26 astro-ph.HE
Uncovering a hidden black hole binary from secular eccentricity variations of a tertiary star
研究了近共面系统中太阳型恒星围绕黑洞双星系统的动力学行为。我们提出了一种新的效果，可以促使增长和显着的振荡的偏心率的恒星轨道时，系统遇到的“拱点进动共振”，其中的拱点进动率的外部恒星轨道相匹配的内部BHB。偏心激励要求内双星具有非零偏心率和不等质量，并且甚至可以在非共面的三重双星中产生。我们表明，长期变化的恒星轨道的远心，引起的偏心率的变化，可能是潜在的检测\textit{Gaia}。在激光干涉仪空间天线（LISA）的频带内探测BHB发射引力波是有利的，因此提供了一个独特的，多信使探测银河系中是否存在恒星质量的BHB。
2022-11-30 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
Exploring the Potential for Detecting Rotational Instabilities in Binary Neutron Star Merger Remnants with Gravitational Wave Detectors
Department of Physics, Aristotle University of Thessaloniki（色萨利大学物理系）
研究通过不同引力波探测器网络配置评估双中子星并合后阶段旋转不稳定性信号的探测潜力，发现第三代探测器网络在特定质量和距离条件下可检测到此类信号。
2023-11-17 astro-ph.HE gr-qc
Exploring the Observability of Surviving Companions of Stripped-Envelope Supernovae: A Case Study of Type Ic SN 2020oi
本研究针对剥壳超新星的双星起源验证问题，以Ic型超新星SN 2020oi为对象开展二维流体动力学模拟，发现其幸存伴星受冲击后亮度提升两个量级且暂现红化，可通过JWST NIRCam短波长通道探测，星等峰值梯度可作为识别新指标。
2023-04-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
The sum of Love: Exploring the effective tidal deformability of neutron stars
在中子星双星螺旋上升的后期，有限尺寸效应开始发挥作用，核上密度物质的潮汐变形能力在引力波信号上留下了印记。正如在GW 170817的例子中所证明的那样，这导致了对中子星半径的约束（从而也导致了状态方程）。更深入地了解潮汐响应需要分析物质的状态和组成。虽然这些方面可能不会产生巨大的影响，但随着观测数据变得更加精确，它们可能会导致系统性影响，需要牢记这一点。作为朝着这个方向迈出的一步，我们探讨了物质组成的作用，这可能是保持“冻结”在双螺旋的后期阶段。我们提供了第一次深入分析的问题，包括如何组成的有效潮汐变形能力的影响估计。这些结果提供了更好的洞察力，了解那些往往被“忽视”的物理学方面如何影响双星中子星引力波信号。
2019-06-21 astro-ph.HE gr-qc
Compact object mergers: exploring uncertainties from stellar and binary evolution with SEVN
本文介绍了新版本种群合成代码SEVN，通过插值预计算演化轨迹克服传统模型限制，演化1.2×10^9个双星系统，发现恒星演化参数对致密天体形成、质量上限及并合效率有显著影响，且基准模型并合率与LIGO-Virgo-KAGRA观测一致。
2023-06-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Accurate evolutions of unequal-mass neutron-star binaries: properties of the torus and short GRB engines
我们提出了新的结果，从准确和全面的广义相对论模拟的非磁化的二元中子星与各种质量比的合并。恒星的演化是通过螺旋阶段，合并和迅速坍缩成一个黑洞，直到出现一个厚的吸积盘，这是研究，因为它进入并保持在准稳定的吸积制度。虽然使用了一个简单的理想流体状态方程，其中Γ=2，这项工作提出了一个系统的研究，在一个完全广义相对论的框架内所产生的黑洞-环面系统的性质合并的不等质量的双星。更具体地说，我们证明：（1）质量不对称性使环面质量显著增加，当重子总质量Mtot> 3.7Msun时，等质量双星不产生明显的环面：（2）对于Mtot ~ 3.4Msun，质量比q ~ 0.75-0.85的双星，测量到质量Mtor ~ 0.2Msun的环面;（3）环面的质量可以用简单的表达式M_tor估计（q，M_tot）= [c_1（1-q）+ c_2]（M_max-M_tot），包括双星的最大质量和由模拟限制的系数，并建议环面可以有大到M_tor ~ 0.35 M_sun（M_tot ~ 2.8 M_sun）和q ~ 0.75-0.85;（4）利用一种新的技术分析环面的演化，我们没有发现非轴对称不稳定性开始的证据，而且它们的质量即使有的话，也是非常少的;（5）最后，对于所有考虑的双星，我们计算了完整的引力波形和施加给黑洞的反冲，讨论了一些目前和未来的探测器探测这些源的前景。
2010-05-13 astro-ph.HE gr-qc
Exploring the Bayesian parameter estimation of binary black holes with LISA
空间引力波探测器LISA将观测到大质量黑洞双星系统（MBHB）与宇宙学距离的合并，以及在进入LIGO/Virgo波段之前数年的螺旋形恒星起源（或恒星质量）双星（SBHB）。这两类系统的参数恢复仍有许多工作要做。先前的MBHB分析依赖于仅吸气信号和/或简化的Fisher矩阵分析，而SBHB尚未使用贝叶斯方法进行广泛分析。我们通过以下方式加速似然计算：（i）使用LISA仪器的傅立叶域响应，（ii）使用包括合并振铃和高次谐波的非旋转波形的降阶模型，（iii）将噪声实现设置为零并计算振幅/相位表示中的重叠。我们提出了第一个模拟的贝叶斯推断的参数，包括一贯的合并和振铃的信号，以及高次谐波的大规模黑洞系统。我们澄清了LISA响应时间和频率依赖性在打破简并性中的作用，并说明了简并性打破如何随着时间的推移而展开。我们还发现，限制合并主导的信号，其主谐波可以使外部的可能性非常退化。包括高次谐波被证明是至关重要的，打破简并大大提高了源的本地化，在天空中的位置生存双峰。我们还提出了模拟的贝叶斯推断的外部参数SBHB，并表明，虽然单峰，其后验分布可以有非高斯特征。
2020-02-29 astro-ph.HE gr-qc
Presaging Doppler beaming discoveries of double white dwarfs during the Rubin LSST era
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Astrophysics Research Center of the Open University (ARCO)（开放大学天体物理研究中心）；Institute for Advanced Study, Princeton（普林斯顿高等研究院）；The Observatories of the Carnegie Institution for Science（卡内基科学研究所天文台）
本研究利用SeBa进行双星人口合成，证明LSST能可靠检测短周期DWDs并提供引力波源测试
2026-02-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Exploring the evolution of gravitational-wave emitters with efficient emulation: Constraining the origins of binary black holes using normalising flows
本文提出用 normalising flows 高效仿真双星群体合成，并基于双黑洞引力波观测联合约束形成通道分支比、公共包层效率与诞生自旋。
2025-07-29 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Not all roads lead to merger: AGN disc properties influence the interactions of highly unequal mass black holes
University of Western Australia（西澳大学）；OzGrav: Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（引力波发现澳大利亚研究委员会卓越中心）；Monash University（蒙纳士大学）；Universidad de Concepción（康塞普西翁大学）；National Institute for Nuclear Physics – INFN, Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；International School for Advanced Studies - SISSA（国际高等研究院）
研究AGN盘特性如何影响高质量比黑洞的相互作用，通过N体模拟揭示捕获和合并路径，并提出基于对数高斯分布的捕获概率模型。
2025-11-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring high-energy processes in binary systems with the Cherenkov Telescope Array
到目前为止，在高和非常高的伽马射线能量下已经探测到了几种类型的双星系统，包括微类星体、大质量恒星周围的年轻类星体和碰撞风双星。对已知源的研究，以及对以CTA前所未有的灵敏度预期将被发现的新型源的研究，将使我们能够从质量上提高我们对粒子加速、发射和辐射后处理以及流的动力学及其磁场的知识。在这里，我们提出了一些例子的能力CTA探测的通量和光谱变化，通常发生在这些天体物理源，以及搜索相关的X射线/TeV的变化与CTA和卫星的CTA时代的延迟。我们的研究结果表明，我们的高能物理的二元系统的知识将显着加深与CTA。
2013-07-11 astro-ph.HE
Black-hole mergers in disklike environments could explain the observed $q$-$χ_\mathrm{eff}$ correlation
针对黑洞双星并合观测到的质量比与有效自旋关联，提出依赖轴对称盘状环境的玩具模型，定性重现该关联并指出AGN盘迁移陷阱为绝佳候选，有望利用引力波数据约束其发生率。
2023-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring compact binary populations with the Einstein Telescope
爱因斯坦望远镜（ET）是未来第三代宽带引力波探测器，预计在一年内将达到探测$\sim 10^5 - 10^6$双星黑洞（BBH）和探测$\sim 7 \times 10^4$双星中子星（BNS）的探测率。总质量为20 - 100 $M_{\odot}$的致密双星（典型的BH-BH或BH-NS双星）的合并将在红移$z\approx 20$甚至更高的位置可见，从而有助于理解第一批恒星诞生之前宇宙的黑暗时代。因此，ET将成为人口研究的重要工具。我们分析了紧凑的双星起源于恒星（i）人口（Pop）I+II，（ii）Pop III，（iii）球状星团（GC），与单一的ET仪器，使用ET-D的设计灵敏度的分析。我们估计的啁啾质量，红移，并合并率的函数红移这些类的紧凑的对象二进制的约束。我们的结论是，ET作为一个单一的仪器是能够检测和区分不同的紧凑的二进制人口分离的啁啾质量红移空间。虽然致密双星起源于恒星从Pop III是明确区分，由于在啁啾质量红移空间的分离，其他两个群体，Pop I+II，和GC，可以区分只有500检测，对应的观测时间为$\sim 1$小时。这种不同的致密双星群体的质量分布特征也可以估计与单一的ET仪器。
2022-07-16 astro-ph.HE
Exploring the powering source of the TeV X-ray binary LS 5039
LS 5039是迄今为止发现的四颗TeV发射X射线双星之一。其多波长发射的动力源可以是微类星体场景中的吸积或年轻非吸积脉冲星场景中的风相互作用。这两个方案预测不同的形态和峰值位置的变化沿轨道周期的3.9天，这可以测试在毫角秒尺度上使用VLBI技术。在这里，我们提出了一个运动的5 GHz VLBA观测在2000年6月进行（2运行5天间隔）。结果表明，核心组件具有恒定的通量密度，和一个快速变化的形态和位置角的细长的扩展发射，但保持一个稳定的通量密度。这些结果很难在微类星体的情况下舒适地拟合，而它们似乎与非吸积脉冲星的预测行为相兼容。
2009-02-23 astro-ph.HE
The nonspinning binary black hole merger scenario revisited
我们提出了14个非自旋黑洞二进制的模拟结果与质量比$q=m_1/m_2$范围$1/100\leq q\leq1$。对于这些模拟中的每一个，我们在增加分辨率下执行三次运行，以评估有限差分误差并将结果外推到无限分辨率。对于$q\geq 1/6$，我们遵循的演变，通常为最后十个轨道合并之前的二进制。通过拟合这些模拟的结果，我们准确地模拟了峰值亮度，峰值波形频率和振幅，以及反冲的残余洞不等质量非自旋双星。我们验证了这些新模型的准确性，并将其与先前存在的经验公式进行比较。这些新的配合提供了一个层次的方法，以产生更准确的残差公式的通用旋进的情况下的基础。它们还为重力波形建模提供输入。
2017-05-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring compact binary merger host galaxies and environments with $\rm{zELDA}$
致密的双星系统，例如双中子星或中子星与黑洞的配对，是合并过程中强有力的引力波源，也可能是各种电磁现象的前身，特别是短持续时间的伽马射线暴（SGRB）和千新星。在这项工作中，我们产生人口的合成双星，并将它们放置在星系的大规模流体动力学星系演化模拟鹰。与我们的zELDA代码，二进制种子成比例的恒星形成率，我们遵循他们的演变合并使用BPASS和COSMIC二进制恒星演化代码。我们跟踪他们的宿主星系的潜力，估计在合并时的银河系的距离内的动态演化。最后，我们应用观察性选择标准，将该模型人群与传统的SGRB样本进行比较。我们发现一个合理的协议与红移分布（峰值在$0.5<z<1$），主机形态和预计的银河偏心偏移（模式碰撞参量$\lesssim10$ kpc）。根据所使用的二元模拟，我们预测SGRB事件的$\sim16-35\%$将出现“无宿主”，即与高碰撞参量合并的源或具有比检测限（$H>26$）微弱的宿主。
2022-06-30 astro-ph.HE
