On Detecting Stellar Binary Black Holes via the LISA-Taiji Network
地基激光干涉仪GW天文台（LIGO/Virgo）对引力波（GW）的探测揭示了恒星二元黑洞（sBBH）群，其（总）质量高达$\sim 150M_\odot$，这是LISA和Taiji等空基GW探测器的潜在来源。在本文中，我们详细研究了未来的LISA-Taiji网络检测sBBHs的可能性。我们采用LIGO/VIRGO观测约束的sBBH合并率密度随机生成模拟sBBH样本。假设观测周期为$4$年，我们发现LISA-Taiji网络可以检测到几十个（或至少几个）信噪比（SNR）为$>8$（或$>15$）的sBBH，比仅使用LISA或Taiji观测值的信噪比大$2-3$倍。在这些sBBH中，只有少数可以在$4$年的观察期内合并。如果将观测周期扩展到$10$年，则LISA-Taiji网络可以检测到大约一百个（或二十个）具有SNR $>8$（或$>15$）的sBBH，其中大约二十个（或至少几个）可以在观测周期内合并。我们的研究结果表明，即使假设保守的SNR阈值（$15$）用于“检测”，LISA-Taiji网络也可能能够检测到至少少数到二十个或更多的sBBH，这使得空间和地面GW探测器能够进行多波段GW观测。我们还进一步估计了由LISA-Taiji网络“检测”的sBBH系统的参数估计的不确定性。我们发现，在光度距离测量和天空定位的相对误差主要是在$0.05-0.2$和$1-100°^2$的范围内，分别…
2022-01-29 astro-ph.HE
Weighing Milky Way Satellites with LISA
白矮星是研究银河系恒星星族的一个成熟工具。在一个紧密的双星系统中的两颗白矮星为我们提供了一个额外的信使--引力波--用于探索银河系及其周围环境。双白矮星（DWD）双星产生的引力波可以被未来的激光干涉空间天线（LISA）探测到。众多且分布广泛的DWD具有探测银河系附近恒星星族的形状、质量和形成历史的潜力。在这项工作中，我们概述了一种方法来估计银河系卫星星系的总恒星质量的基础上探测到的LISA的DWD的数量。为了约束质量，我们使用二进制人口合成模型进行贝叶斯推断，并考虑与卫星相关的检测到的DWD的数量和测量到卫星的距离作为唯一的输入。使用一个基准的二进制人口合成模型，我们发现，对于大型卫星的恒星质量可以恢复到1）一个因素2，如果恒星形成历史是已知的，2）一个数量级时，边缘化不同的恒星形成历史模型。对于较小的卫星，我们可以对它们的恒星质量设定上限。引力波观测可以提供大型卫星的质量测量，其质量测量结果与标准电磁观测结果相当，在某些情况下甚至更为精确。
2021-02-04 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Parameter Estimation for Stellar-Origin Black Hole Mergers In LISA
本文针对LISA探测恒星起源黑洞双星提出基于小波时频似然函数的贝叶斯参数估计算法，相比频域方法加速数个数量级并支持非平稳噪声处理，有助于区分前身星模型。
2022-12-08 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Eccentric Signatures of Stellar-Mass Binary Black Holes with Circumbinary Disks in LISA
本文结合盘驱动与引力波驱动演化模型，揭示带环双星盘的恒星级双黑洞在LISA频段的可探测偏心率特征及其与质量比的关联。
2024-10-28 astro-ph.HE gr-qc
Distinguishing Between Formation Channels for Binary Black Holes with LISA
最近对GW 150914和GW 151226的探测意味着在本宇宙中有大量的恒星质量的双星黑洞合并。虽然地基引力波探测器仅限于观测双星合并前的最后时刻，但天基探测器，如激光干涉仪空间天线（LISA），可以在较低的轨道频率下观测双星，而这种系统仍然可以编码有关其形成历史的信息。特别是，轨道偏心率和质量的双黑洞在LISA频段可以一起使用，以区分在孤立的星系场和那些形成在密集的恒星环境，如球状星团形成的双星。在这封信中，我们探讨了双黑洞种群的轨道偏心率和质量，因为它们通过LISA频带的演变。总的来说，我们发现有两个不同的人群可辨别的LISA。我们发现，高达90%的二进制动态或隔离形成的偏心率可测量的LISA。最后，我们注意到如何测量偏心率的低质量的二元黑洞孤立地发展可以提供详细的限制物理的黑洞出生踢和共同的信封演变。
2016-09-22 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
LISA stellar-mass black hole searches with semicoherent and particle-swarm methods
本文提出结合半相干似然与粒子群优化的方法，用于在LISA数据中搜索恒星质量双黑洞等长时标引力波信号，并通过GW170817和零噪声模拟数据验证了其有效性。
2023-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Disentangling the Galactic binary zoo: Machine learning classification of stellar remnant binaries in LISA data
Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；SRON Space Research Organisation Netherlands（荷兰空间研究组织）
本文利用机器学习方法对LISA数据中的恒星残骸双星进行分类，发现XGBoost在识别双白矮星和高质双星方面表现优异，但NSWD系统仍存在较大误判风险。
2026-03-06 astro-ph.HE gr-qc
Bayesian parameter estimation of stellar-mass black-hole binaries with LISA
我们提出了一个贝叶斯参数估计管道测量与LISA的螺旋恒星质量的黑洞二进制文件的属性。我们的策略（i）是基于三个噪声正交LISA数据流的相干分析，（ii）采用准确和计算效率高的后牛顿波形占自旋进动和轨道偏心率，和（iii）依赖于一个嵌套的采样算法的模型证据和后验概率密度函数的计算描述一个二进制的全部17个参数。我们通过分析LISA数据挑战（LDC-1）数据集，包括66个准圆形，自旋对齐的二进制文件的信噪比范围从3到14和合并时间从3000到2年不等，证明了这种方法的性能。我们恢复22二进制信噪比高于8。在$90\%$置信度下，它们的啁啾质量通常优于$0.02 M_\odot$，而天空定位精度范围从1到100平方度。质量比和自旋参数只能对在飞行任务寿命期间合并的源进行约束。此外，我们报告成功恢复的偏心，自旋旋进源的信噪比为15，我们可以测量的偏心率$3\times 10^{-3}$。
2021-11-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Tests of general relativity with stellar-mass black hole binaries observed by LISA
本文讨论了用激光干涉仪空间天线（LISA）观测恒星质量黑洞双星的问题。基于Fisher信息矩阵分析的初步结果表明，来自这些源的引力波可能对低频双星螺旋期间可能偏离广义相对论和强等效原理非常敏感。我们进行了一个完整的马尔可夫链蒙特卡罗贝叶斯分析，量化这些信号的灵敏度的两个现象学修改的广义相对论，即一个假定的引力偶极发射和非零质量的引力子，适当占探测器的响应。此外，我们考虑的情况下，这些来源也可以观察到地球上的探测器，这应该测量的聚结时间的精度比$1 \ {\rm ms}$。这种对合并时间的限制，进一步改善了我们对那些从广义相对论的现象学偏差所能设定的界限。我们表明，偶极辐射和引力子的质量的测试应分别提高了七个半的数量级（S）超过目前的界限。最后，我们讨论在什么条件下可以声称检测到的修改广义相对论。
2021-01-05 astro-ph.HE gr-qc
A GPU-accelerated semi-coherent hierarchical search for stellar-mass binary inspiral signals in LISA
本文提出一种基于粒子群优化和GPU加速的LISA恒星级双黑洞引力波半相干分层搜索流水线，可在无地面探测器先验信息条件下探测信噪比低至约17的源并支持参数估计。
2024-11-20 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Muffled Murmurs: Environmental effects in the LISA stochastic signal from stellar-mass black hole binaries
本文研究LISA探测恒星质量黑洞双星随机引力波背景中环境效应，发现吸积效应不可探测，但动力学摩擦可被约束，气体密度上限为7.6e-10 g/cm³，贝叶斯因子可达60。
2025-10-26 astro-ph.HE gr-qc
Stellar-mass black-hole binaries in LISA: characteristics and complementarity with current-generation interferometers
本研究基于合成星表探索 LISA 对恒星级黑洞双星的探测率与特征，发现其可高精度表征少数低红移源及地基探测器边界处的大质量双星种群，并首次构建了低啁啾质量系统的 LISA 瀑布图。
2025-05-28 astro-ph.HE gr-qc
The effects of Galactic model uncertainties on LISA observations of double neutron stars
利用即将建立的空间引力波天文台LISA观测包含成对中子星的双星，有可能提高我们对中子星物理和双星演化的理解。在这项工作中，我们评估的影响，改变模型的银河系的运动学和恒星形成的历史上的人口预测的双中子星，将被检测到并解决LISA。我们的结论是，这些二进制的空间分布是不敏感的银河系模型的选择，相比，由小样本量引起的随机变化。特别是，对双星星系轨道的耗时计算是不必要的。偏心率和引力波频率的分布，但是，受恒星形成历史的选择。可以用激光干涉仪观测到的偏心率e>0.1的双星，大多数都小于1亿年。我们警告说，LISA观测的不同预测之间的比较需要使用一致的恒星形成历史，银河系的恒星形成历史应该考虑到观察本身的分析。缺乏对银河系模型的强烈依赖意味着LISA对双中子星联星的探测可能会为大质量联星演化提供相对清晰的探测。
2023-02-27 astro-ph.HE
Stellar-mass black holes in young massive and open stellar clusters and their role in gravitational-wave generation III: dissecting black hole dynamics
稠密星团中的恒星遗迹黑洞（BH）是触发广义相对论性（GR）螺旋和双星黑洞（BBH）合并的自然环境，通过在这种环境中的动力学相遇，LISA和LIGO-Virgo可以探测到。在这项工作中，这种动力学相互作用的复杂性进行了探讨，利用现实的，自洽的，后牛顿，直接N-体演化模型的年轻的大规模和开放的星团。特别是，紧凑的子系统的配置，驱动集群内GR BBH聚结，跟踪飞行。这种方法揭示了疏散星团内的GR合并主要是通过涉及三重BH系统的混沌相互作用发生的。虽然不太常见，但这种合并也发生在高阶子系统中，如四元组和涉及非BH成员的子系统中;合并本身可以是BH-非BH，这些事件会留下电磁特征。在星团内部近距离的飞行相遇也可以使BBH和其他类型的双紧双星暂时成为后牛顿体;这样的双星可能会对LISA和PTA的GW背景做出贡献。这些计算，此外，建议疏散星团是潜在的主机，不仅分离BH-主序星双星，最近发现的球状星团NGC 3201，但也有各种各样的其他类型的残余-非残余双星，这是通过集群内的动力学相互作用组装，并有被发现的径向速度调查的前景。
2018-09-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Eccentric Stellar-mass Binary Black Holes: Population, Detectability, and Waveform Analysis in the LISA and LIGO Era
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；NASA Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics（鲁道夫·皮尔斯理论物理中心）
本文通过模拟本地宇宙中动力学形成的恒星质量偏心双黑洞种群，预测其在LISA和LVK波段的探测率，并分析波形收敛性及对全局拟合的影响。
2026-11-10 astro-ph.HE gr-qc
Stochastic Gravitational Wave Background from Highly-Eccentric Stellar-Mass Binaries in the Milli-hertz Band
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics, Department of Physics and Astronomy, UCLA（加州大学洛杉矶分校物理与天文学系马尼·L·巴乌米克理论物理研究所）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Parks Road, Oxford（牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心）
本文研究了毫赫兹波段高偏心（e≥0.9）恒星质量双星产生的随机引力波背景，发现其功率谱可能超过LISA仪器噪声，且主要由银河系内源主导，但通过有效搜索策略可将不可分辨噪声降低约两个数量级。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Stellar Stripping and Disruption in Disks around Supermassive Black Hole Binaries: Repeating nuclear transients prior to LISA events
Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；Chungbuk National University（忠北国立大学）；Aoyama Gakuin University（青山学院大学）；University of Zurich（苏黎世大学）
研究揭示了超大质量黑洞双星周围恒星剥离过程，通过潮汐破坏产生重复核暂现源，为低质量星系中黑洞合并提供新探测途径。
2025-12-22 astro-ph.CO astro-ph.HE
Multiband gravitational-wave event rates and stellar physics
地面和空间观测站对恒星质量黑洞双星的联合引力波探测将为基础物理学和天文学提供前所未有的机会。我们提出了一种半分析方法来估计多波段事件率结合地面干涉仪（如LIGO/处女座）和空间任务（如LISA）的选择效果。我们预测的多波段探测的预期数量，首先使用信息从目前的LIGO/室女座的数据，然后通过人口合成模拟的双星。我们估计，几个到几十个LISA检测可以用来预测合并检测在地面上。相反，利用地面探测的先验信息，可以从激光电离层探测器数据流中提取数百个事件。一般来说，LISA观测到的双星合并信号足够强，可以被当前和未来的地面探测器明确识别。因此，与LIGO/Virgo相比，第三代探测器不会增加多波段探测的数量。我们使用人口合成模拟孤立的双星探索一些恒星物理，可以约束与多波段事件，我们表明，特定的形成途径可能是多波段事件相比，地面只检测。
2019-05-09 astro-ph.HE gr-qc
Post-Newtonian Dynamics in Dense Star Clusters: Binary Black Holes in the LISA Band
球状星团（GC）致密核中黑洞的动力学过程使其成为产生双星黑洞（BBH）的有效工厂。在这里，我们探讨的人口BBH的GC中动态形成的，可以观察到在兆赫频率或更高的LISA。我们使用我们的Monte Carlo恒星动力学代码，其中包括所有BH遇到的引力辐射反应效应。通过创建一个有代表性的本地宇宙的GC，我们表明，多达几十个这些系统可能是可分辨的LISA的信噪比至少为5。这些双星中大约有三分之一在LISA波段具有可测量的偏心率（$e > 10^{-3}$），少数（$\lesssim 5$）可能在LISA任务期间从LISA波段发展到LIGO波段。
2019-02-26 astro-ph.HE
From S2 to LISA: Astrometric Bounds on Extreme-Mass-Ratio Inspirals and Bursts
CERN（欧洲核子研究中心）；Dipartimento di Fisica, “Sapienza” Università di Roma & Sezione INFN Roma1（罗马第一大学物理系与INFN罗马第一分部）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本文利用GRAVITY对S2轨道的天体测量限制，得到银心0.02秒差距内黑洞尖峰的EMRI、EMRB率上限，其结果可扩展至宇宙学族群，且EMRI背景可被LISA探测，凸显了天体测量与引力波观测的互补性。
2026-07-30 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Revealing the formation of stellar-mass black hole binaries: The need for deci-Hertz gravitational wave observatories
致密恒星质量双星的形成是天体物理学中一个困难但有趣的问题。有两个主要的形成渠道：在现场通过双星演化，或在致密的恒星系统通过动力学相互作用。激光干涉引力波天文台（LIGO）已经通过引力辐射探测到了黑洞双星（BHB）。这些检测为我们提供了有关系统物理参数的信息。有人声称，当激光干涉仪空间天线（LISA）运行时，与LIGO联合观察这些双星将使我们能够推导出导致它们形成的通道。然而，我们表明，在致密的恒星系统中的BHB动力学相互作用可能会导致高偏心率，使一小部分的相对论合并是听不见的LISA。LISA未检测到进入LIGO波段的BHB偏心率的下限约为$0.005$。另一方面，像DECIGO或天琴这样的分赫兹天文台将大大提高联合探测的机会，并揭示这些双星的形成通道。
2017-03-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Detectability and parameter estimation of GWTC-3 events with LISA
对合并的恒星质量黑洞双星的多波段观测可以提供关于这些来源的形成和对广义相对论的潜在偏离的有价值的信息。其中一些双星可能首先被空间探测器LISA探测到，然后在几年后被地面探测器观测到。由于天体物理模型的不确定性很大，很难预测LISA可以观测到的此类双星的数量。在这项工作中，我们评估的LISA的能力，以检测由LIGO/Virgo/KAGRA合作发布的第三目录的引力波源的事件。我们认为，直接检测源与LISA和LISA数据流中进行档案搜索的可能性，事件后，已观察到地面探测器。我们还评估了LISA可以在多大程度上改善源参数的确定。我们发现不能保证检测到GW 150914以外的任何事件。然而，如果任何事件被LISA探测到，即使具有非常低的信噪比，通过结合LISA和地基探测器的观测，源参数的测量将得到改善，特别是对于啁啾质量。
2022-11-15 astro-ph.HE gr-qc
Perturbative Frequency Expansion for Nearly Monochromatic Binary Black Holes Detectable with LISA
本文研究LISA探测近单色双黑洞时频率导数系数的可测量性，扩展了简化Fisher矩阵分析，并探讨了从中提取轨道偏心率和第三体扰动等天体物理信息的途径。
2024-06-19 astro-ph.HE gr-qc
Multiband gravitational wave observations of stellar binary black holes at the low to middle and high frequencies
本文模拟不同形成通道的恒星级双黑洞，评估LISA、Taiji、AMIGO、CE与ET多波段联合探测，证明其可显著提升源天区定位及啁啾质量等参数精度。
2023-06-05 astro-ph.HE
Probing stellar binary black hole formation in galactic nuclei via the imprint of their center of mass acceleration on their gravitational wave signal
多频引力波（GW）观测是研究并合恒星质量双星黑洞（BBH）形成过程的有效手段。本文讨论了由质心加速度引起的合并BBH的GW螺旋波形的相位漂移。加速强烈地依赖于BBH在星系内形成的位置，允许通过激光干涉仪空间天线（LISA）观测LIGO类BBH合并的早期螺旋阶段，以测试形成机制。特别是在致密的核星团中或通过活动星系核中的核超大质量黑洞周围的致密吸积盘形成的BBH将受到强烈的加速度，并产生大的相位漂移。在这些情况下，合并BBH的宿主星系也可以在LISA误差体积中唯一识别，而没有电磁对应物。相位漂移的未检测将排除或限制核形成通道对恒星质量BBH人口的贡献。
2017-09-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The Enhanced Population of Extreme Mass-Ratio Inspirals in the LISA Band from Supermassive Black Hole Binaries
本文研究超大质量黑洞双星系统中EMRI的高发生率，预测LISA在四年任务期内可探测到数百个信噪比≥8的事件，并指出阈值以下源形成的混淆噪声可用于约束低红移宇宙中SMBH双星比例。
2023-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Linking gravitational waves and X-ray phenomena with joint LISA and Athena observations
宇宙结构的演化、第一个黑洞的形成和生长以及它们与重子环境的联系是天体物理学中尚未解决的关键问题。X射线雅典娜飞行任务和引力波激光干涉仪空间天线为解决这些问题提供了独立和互补的角度。我们发现，如果存在约1% - 10%爱丁顿光度的瞬发X射线发射，那么在100 ks的曝光时间内，雅典娜可以探测到多达10个红移<3.5的LISA发现的质量范围为10^5 - 10^8 Msun的黑洞双星。同样地，如果任何由激光干涉仪探测到的极端质量比吸气发生在吸积盘中，雅典娜可以探测到红移~ 1的相关电磁辐射。最后，正如LISA所警告的，雅典娜可以提前指向并盯着红移<~ 0.1的恒星质量的双星黑洞合并。这些科学机会强调了两个天文台同时观测的巨大发现空间，如果它们在不同的时代运行，就会错过。
2020-01-14 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on the extreme mass-ratio inspiral population from LISA data
本文提出基于前馈神经网络仿真器的分层贝叶斯推断框架，用于从 LISA 数据约束 EMRI 种群参数，显著提升似然计算效率并揭示大质量黑洞演化信息。
2025-08-22 astro-ph.HE gr-qc
Stars or gas? Constraining the hardening processes of massive black-hole binaries with LISA
本文提出贝叶斯框架，结合大质量黑洞双星宇宙学模型与 LISA 模拟星表，通过参数估计和模型比较区分恒星或气体驱动的轨道硬化机制。
2025-01-07 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Predicting the LISA white dwarf binary population in the Milky Way with cosmological simulations
短周期（P<1小时）的白矮星双星将是空间引力波探测器LISA最多的源。基于数千个已解析的系统，我们将能够限制双星演化，并提供银河系及其周围环境的新地图。在这里，我们预测的主要性质的群体的不同类型的分离白矮星双星探测到的激光干涉。对于第一次，我们结合了高分辨率的宇宙学模拟银河系质量的星系（从火项目）与低，中等质量的恒星的二进制人口合成模型。因此，我们的模型提供了一个宇宙学上真实的恒星形成和金属丰度的历史，星系和自然产生的不同组成部分，如薄和厚盘，隆起，恒星晕，卫星星系和流。通过模拟，我们展示了不同的星系成分对引力波信号的不同贡献，这是由于它们典型的年龄和距离分布。我们发现，主要的LISA源将是He-He系统和He-CO系统的重要贡献，从厚盘和球，但也有一些系统的恒星晕。由此产生的源的天空图与以前的模型不同，对电磁对应物的搜索和数据分析具有重要意义。我们还强调，许多关于白矮星双星的科学信息，如啁啾质量和天空定位，随着长期观测，包括长达8年的延长任务，变得越来越丰富。
2019-06-28 astro-ph.HE gr-qc
Detecting Accelerating Eccentric Binaries in the LISA Band
LISA波段的许多引力波（GW）源都具有不可忽略的偏心率。此外，它们中的许多可以经历加速，因为它们存在于第三层中。在这里，我们开发的分析和数值方法来量化如何紧凑的二进制的偏心率提高了检测其特有的加速度。我们表明，广义相对论进动模式可以解开的二进制的加速度引起的频率偏移从啁啾质量引起的频率偏移GW模板拟合，从而放宽了信噪比的要求区分加速度的一个因素的$10\sim100$。此外，通过采用加速偏心致密双星的GW模板，我们可以提高加速度测量精度的$\sim100$的一个因素，相比于零偏心率的情况下，和检测源的加速度，即使它在观测时间内没有变化。例如，在LISA波段，中等偏心率的恒星质量双黑洞（BBH），在$\rm{SNR}=20$和$4$ yr的观测时间下，其加速度测量结果$\sim10^{-7}m\cdot s^{-2}$会产生误差，在这个例子中，即使BBH与$4\times 10^{6}\rm M_{\odot}$ SMBH相距$\sim1\rm pc$，我们也可以测量出BBH的特有加速度。我们的研究结果突出了偏心率的重要性，ISA波段的源，并显示了发展GW模板加速偏心紧凑双星的必要性。
2023-01-11 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Detecting fundamental fields with LISA observations of gravitational waves from extreme mass-ratio inspirals
激光干涉仪空间天线LISA将探测来自极端质量比Inspirals的引力波信号，在极端质量比Inspirals中，一个恒星质量的致密物体围绕一个超大质量黑洞运行，并最终坠入其中。在这里，我们报告了LISA探测极端质量比Inspirals中较小的致密物体是否被赋予标量场的能力，并测量它的标量电荷--一个无量纲的量，用来测量物体携带了多少标量场。通过信号的直接比较，我们表明，LISA将能够检测和测量的标量电荷的精度的百分比，这是一个前所未有的精度水平。这一结果是独立的起源的标量场的结构和其他属性的小型紧凑的对象，所以它可以被看作是一个通用的评估LISA的能力，以检测新的基本领域。
2022-02-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Binary White Dwarfs as Gravitational Wave Sources for LISA
University of Warsaw（华沙大学）
研究双白矮星作为LISA引力波源及背景，通过COMPAS框架生成合成群体，构建引力波背景并研究其对双星分析假设的依赖性，发现背景对关键双星演化参数敏感，LISA观测有潜力约束双星演化模型。
2026-07-21 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Implications of the LISA stochastic signal from eccentric stellar mass black hole binaries in vacuum
Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）；SISSA（的里雅斯特国际高等研究学院）；INFN Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；IFPU - Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Dipartimento di Fisica “G. Occhialini”, Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学 G. Occhialini 物理系）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部）；Institute for Gravitational Wave Astronomy & School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学引力波天文学研究所及物理与天文学学院）
研究探讨了恒星级质量黑洞双星早期 inspiral 中的非圆轨道对随机引力波背景的影响，提出改进的 SGWB 模型并分析其对 LISA 检测的启示。
2026-10-07 astro-ph.HE gr-qc
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
Stochastic Gravitational Wave Background and Eccentric Stellar Compact Binaries
大量的宇宙致密双星产生的引力波辐射形成了一个随机的引力波背景，有望被地面和空间引力波探测器探测到。理论预测的GWB大多是通过假设或者是圆形的双星和/或一个特定的通道的二进制形成，这可能有一些不确定性。在本文中，我们估计的GWB和它的频谱，通过使用简单的模型形成的恒星质量的双黑洞（sBBHs）和双中子星（BNS）。我们认为，动力起源的sBBH有相对较大的质量和较高的偏心率相比，从场双星和GWB光谱的可能影响。我们发现，GWB频谱可能有一个营业额在低频（激光干涉仪空间天线; LISA）带，并可能更好地描述了一个破碎的双幂律比一个单一的幂律与唯一的索引$2/3$，和低频斜率取决于动态起源sBBHs的意义与高偏心率。我们进一步生成sBBH和BNS的模拟样本，并在时域中模拟GWB应变。结果表明，利用LISA/Taiji/TianQin的信噪比（SNR）$5$和LIGO的信噪比（SNR）$\gtrsim3$可以探测到GWB。此外，我们估计在$5$ -年的观测中，LISA/太极/天琴在SNR $\gtrsim8$下可单独检测到的sBBH数量为$\sim5$ - $221$/$7$ - $365$ / $3$ - $223$。
2020-09-03 astro-ph.HE gr-qc
Milli-Hertz Gravitational Wave Background Produced by Quasi-Periodic Eruptions
极质量比吸气是未来星载引力波探测器（如激光干涉仪空间天线）的重要目标。最近的研究表明，EMRI可能存在于一个新发现的X射线瞬变群中，称为“准周期爆发”（QPE）。在这里，我们按照这种情况下，并调查的五个最近发现的QPE的LISA的可探测性。我们考虑两个具体的模型，其中QPE是由恒星质量的物体围绕大质量黑洞（MBH）的圆形轨道上移动或白矮星（WD）围绕MBH的偏心轨道。我们发现，在任何一种情况下，每个QPE是太弱，是可解决的LISA。然而，如果QPE是由偏心WD-MBH二进制组成的，则它们会在很宽的频率范围内辐射GW。宽光谱重叠以形成背景，该背景在$0.003-0.02$ Hz之间超过已知由于其他类型的源而存在的背景。这种GW背景在LISA波段的存在可能会影响未来对高红移种子黑洞以及局部宇宙中恒星质量双星黑洞的搜索。
2021-12-06 astro-ph.HE gr-qc
How many extra-Galactic stellar-mass binary black holes will be detected by space gravitational-wave interferometers?
在GWTC-3的基础上，讨论了空间引力波干涉仪探测银河系外双星黑洞的前景。特别地，针对具有约5-100 $M_\odot$的组分质量的BBH，我们直接并入以高显著性检测的62个BBH的啁啾质量分布。我们发现，由于减少了同动合并率和啁啾质量的加权平均，预期的检测数通常比由同一作者在GW 150914的报告后立即获得的结果小得多。对于LISA，总BBH检测估计为$N_{\rm tot}\sim 2 (T/4{\rm yr})^{3/2}(ρ_{\rm thr}/10)^{-3}$，以近单色BBH为主（$ρ_{\rm thr}$：检测阈值，$T$：观察期）。天琴将有一个与LISA相似的总检测数$N_{\rm tot}$。同时，天琴具有发现观测期内发生合并的$N_{\rm mer}\sim0.6 (T/4{\rm yr})^{7/4}(ρ_{\rm thr}/10)^{-3}$ BBH的潜力。由于最佳频带之间的差异，用于合并BBH的这个数目比LISA的数目大4-5倍。我们还研究了多个探测器联合操作的前景，发现并发观测比顺序观测更有利。
2022-01-08 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational wave emission from dynamical stellar interactions
我们正在见证引力波（GW）天文学的曙光。利用现有的探测器，观测仅限于在${\sim} 10\,\mathrm{Hz}$和$10\,\mathrm{kHz}$之间的GW频率，这涵盖了致密物体合并产生的信号。空间观测站LISA的发射将为探测较低频率的恒星相互作用开辟一个新的频带。在这项工作中，我们预测的GW信号的形状和强度与共同的包络相互作用和合并事件的双星，我们讨论了它们的可探测性。以前的研究估计这些特征的基础上半分析模型。相比之下，我们使用详细的三维磁流体动力学模拟来计算GW信号。我们发现，对于所研究的模型，动力学阶段的共同信封事件和合并的主序星之间的LISA任务的可探测性带之外。然而，我们发现，导致合并的恒星核心的共同信封相互作用的最后阶段落入频带中的灵敏度LISA峰值，使他们有希望的候选人进行检测。这些检测可以限制神秘的共同包络动态。此外，未来的分赫兹天文台，如DECIGO或BBO，也将能够观测到这一最后阶段和合并后的信号，通过这些信号，我们可能能够探测到索恩-迪埃特科夫天体的形成。
2023-03-09 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Hunting intermediate-mass black holes with LISA binary radial velocity measurements
尽管它们在类星体、矮星系反馈和潮汐扰动事件中扮演着巨大种子的潜在角色，但中等质量黑洞（IMBH）的观测证据却很少。LISA可以观测到围绕银河系IMBH运行的恒星质量的黑洞双星，并通过测量双星径向速度引起的引力波形中的多普勒频移来揭示IMBH的存在。我们估计了银河系球状星团（假设它们拥有IMBH）中可探测到的多普勒频移事件的数量，我们发现它随着IMBH质量的增加而减少。一些球状星团（包括M22和$ω$半人马座）可能会产生至少一个可以被LISA探测到的事件。即使在更悲观的情况下，人们仍然可以预期银河系中的整体$\sim$ 1事件。我们还估计了IMBH在银河系中游荡的多普勒频移事件的数量，作为其母星系团的破坏的结果。如果至少有一个双黑洞围绕着每个游荡的IMBH运行，LISA可能会从这个难以捉摸的IMBH群体中检测到多达几十个多普勒频移事件。在更悲观的假设下，LISA仍然可以检测到$\sim 1$游荡的IMBH，否则几乎无法观察到。
2022-04-27 astro-ph.HE gr-qc
Joint gravitational wave detection by TianQin and LISA
本研究通过Fisher矩阵分析，对比天琴与LISA及联合探测对多类引力波源的探测精度，发现联合探测能对多数参数施加更严格约束，对未来引力波探测具有重要意义。
2024-11-29 astro-ph.HE gr-qc
Young stellar objects from soft to hard X-rays
磁活跃的恒星是有效的粒子加速和等离子体加热的场所，这些过程在日冕中已经得到了详细的研究。由于各种吸收过程，在年轻恒星物体中研究这种过程更具挑战性。然而，有证据表明，在非常年轻的恒星物体中存在剧烈的磁能释放。对年轻恒星环境的影响（例如，星周盘加热和电离、化学网络的操作、光蒸发）可能是实质性的。像Simbol-X上携带的硬X射线设备将为这些过程的详细研究奠定基础。
2009-04-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
LISA Constraints on an Intermediate-Mass Black Hole in the Galactic Centre
本文提出利用LISA观测IMBH与致密残骸双星绕Sgr A$^\star$运动产生的引力波多普勒频移，以约束银河系中心IMBH的质量和轨道。
2023-07-03 astro-ph.HE gr-qc
Particle acceleration at supernova shocks in young stellar clusters
本文简要讨论了在恒星形成活跃区不同演化阶段超新星激波对高能粒子加速的模型。由于宇宙射线驱动的不稳定性，强烈的冲击可以强烈地放大磁场。我们讨论的磁场放大强调的作用，长波不稳定性。在年轻的星团中，超新星激波在强大的恒星风附近传播，可以增加超新星遗迹在特定演化阶段的最大CR能量，并将相当大一部分的动能释放转化为高能粒子。
2011-11-10 astro-ph.HE
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
Detection of astrophysical gravitational wave sources by TianQin and LISA
本文利用Fisher Matrix分析比较TianQin、LISA单独及联合探测多种低频引力波源的距离与参数测量精度，阐明联合探测及二者互补的价值。
2023-12-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
High Energy Emission and its Variability in Young Stellar Objects
年轻的恒星表现出各种高能现象，从吸积和外流过程到局限在其外层大气中的热日冕等离子体，所有这些都受到强烈的恒星磁场的调节。这些现象的许多方面都有争议，但最值得注意的是，它们复杂的相互作用仍然模糊不清。在这项工作中，我报告这些现象是如何同时负责年轻恒星的高能量发射，特别关注的预期和观察到的X射线波段的变化。调查年轻恒星的X射线发射的变化，使我们能够对耀斑和日冕等离子体特性，日冕加热，吸积流特性和吸积几何形状构成约束。所有这些结果都是构建年轻恒星复杂磁层综合图像的重要基石。
2019-05-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
The diverse outcomes of binary white dwarf mergers and connections to Galactic LISA sources
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；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）
LISA将为银河系中的白矮星双星提供关键约束，揭示白矮星双星的长期命运。本文通过COSMIC代码生成模拟目录，总结并探索白矮星并合的不同结果及模型不确定性对速率的影响。
2026-07-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
The interactions of winds from massive young stellar objects
大质量的年轻恒星物体所拥有的超音速恒星风和盘风，当它们与预先存在的双极空腔（由早期喷流活动产生）碰撞时，会产生激波。激波加热的气体发出的热X射线可以被钱德拉X射线天文台等星载天文台观测到。流体动力学模型用于探讨风腔相互作用。对模拟输出进行辐射转移计算，以产生合成X射线观测结果，从而通过与观测结果的比较对模型参数进行约束。该模型揭示了流入和流出物质之间复杂的相互作用，并成功地再现了从大质量年轻恒星物体中观察到的X射线计数率。
2010-11-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
What Fraction of Extreme Mass Ratio Inspirals That Merge After the LISA Mission Ends Are Detectable?
Oregon State University（俄勒冈州立大学）；Universities Space Research Association（大学空间研究协会）；NASA Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Southampton（南安普顿大学）
本研究计算LISA可探测EMRI中任务结束后才坠入黑洞的比例，发现四年任务中约占四分之一，十年任务中约占六分之一，并指出需开发适合此类源的探测算法。
2026-09-30 astro-ph.HE gr-qc
Extreme Mass Ratio Inspirals in Light of Quasi-periodic Eruptions: Milli-Hertz Gravitational Wave Background
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao-Tong University（上海交大李政道研究所）；School of Physics & Astronomy, Shanghai Jiao-Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Department of Astronomy, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院天文学系）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics at Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）
本文通过准周期爆发（QPEs）的盘碰撞模型，推断恒星质量黑洞和主序星作为次级天体的极端质量比旋近（EMRI）形成率，并评估其对LISA频段随机引力波背景的贡献。
2026-08-27 astro-ph.HE gr-qc
Stellar versus Galactic: The intensity of cosmic rays at the evolving Earth and young exoplanets around Sun-like stars
高能粒子，如恒星宇宙射线，由活跃的恒星（如年轻的太阳）以更高的速率产生，可能对地球和其他系外行星上的生命起源很重要。在这里，我们比较，作为恒星自转速率（$Ω$）的函数，从两个不同的人口的高能粒子的贡献：恒星宇宙射线加速脉冲耀斑事件和银河系宇宙射线。我们使用一个1.5D的恒星风模型结合空间一维宇宙线输运模型。我们制定的恒星宇宙线光谱的演化作为恒星旋转的函数。最大恒星宇宙射线能量随着旋转的增加而增加，即，更活跃/更年轻的明星我们发现，恒星宇宙射线占主导地位的银河系宇宙射线在可居住区的π介子阈值能量的所有恒星年龄考虑（$t_*=0.6-2.9\,$陀螺仪）。然而，即使在最年轻的年龄，$t_*=0.6\,$陀螺仪，我们估计，$\gtrsim\,80$兆电子伏恒星宇宙射线通量可能仍然是短暂的时间。在$\sim1\,$陀螺仪时，生命被认为已经出现在地球上，我们证明，恒星宇宙射线占主导地位的银河宇宙射线高达$\sim$ 4 $\,$ GeV的能量在耀斑事件。我们的结果$t_*=0.6\,$陀螺仪（$Ω= 4Ω_\odot$）表明，$\lesssim$ GeV恒星宇宙射线平流从恒星到1 $\,$ au和绝热损失的影响，在这个地区。因此，帕克太阳探测器和太阳轨道飞行器目前正在研究的内太阳风的性质对于精确计算年轻类太阳恒星周围的恒星宇宙射线非常重要。
2021-03-29 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
