Probing modified gravitational wave propagation with strongly lensed coalescing binaries

关于合并中子星双星的相对论模型的评述

Comment on a relativistic model for coalescing neutron star binaries

比较了Wilson近似动力学和Einstein动力学对二元系统的影响。在第二后牛顿近似下，发现真正的两体方面的差异高达114%。在正式的最内层稳定圆轨道（ISCO）的制度，这两个动力学相差高达7%。

一种改进的螺旋和合并黑洞双星的解析描述

An improved analytical description of inspiralling and coalescing black-hole binaries

我们提出了一个分析的形式主义，在连续的一体化框架内，预测引力波信号的吸入和合并黑洞二进制同意，在数值误差范围内，与目前最准确的数值相对论模拟的结果为几个不同的质量比。在等质量的情况下，我们的形式主义预测的引力波能流与最精确的数值相对论能流在数值误差范围内一致。我们认为，我们的形式主义打开了一个现实的可能性，构建一个足够准确的，大银行的引力波模板，需要检测和数据分析（非旋转）合并的二元黑洞。

来自合并双星的引力波：参数估计

Gravitational Waves from coalescing binaries: Estimation of parameters

本文提出了一个统计模型，它再现了蒙特卡罗模拟的结果，估计的引力波信号的参数从合并的双星系统。然而，该模型是相当普遍的，将是有用的，在其他参数估计问题。

从合并双星寻找引力波的结果解释

Interpreting the results of searches for gravitational waves from coalescing binaries

我们介绍了一种方法的基础上最响亮的事件统计来计算的上限或间隔的天体物理率的二进制合并。计算取决于探测器的灵敏度和噪声背景，以及合并双星的天体物理分布模型。由于天体物理和仪器的不确定性以及使用后牛顿波形近似全信号所引入的误差，在速率的计算中存在显著的不确定性。我们对这些不确定性进行了详细的分类，并描述了一种边缘化方法。在整个过程中，我们提供了一个基于初始LIGO探测器的例子。

大规模并行计算机上用于合并二进制检测的匹配滤波器

Matched filters for coalescing binaries detection on massively parallel computers

本文讨论了并行处理环境下引力波干涉探测器实验信号匹配滤波的计算问题。然后，我们专门讨论使用APEmille和apeNext处理器来完成这项任务。最后，我们准确地估计了一个APEmille系统的计算负载适合的LIGO和VIRGO实验的性能，并将我们的结果外推到apeNext。

合并黑洞双星衰荡相的引力波反冲

Gravitational-Wave Recoil from the Ringdown Phase of Coalescing Black Hole Binaries

由两个轨道黑洞并合而成的黑洞的引力反冲或“反冲”是一种重要的天体物理现象。我们结合（i）早期的计算，使用后牛顿理论，累积到合并的两个非旋转的黑洞的反冲速度，（ii）的“封闭极限近似”计算的辐射在衰荡阶段，并根据解决方案的Regge-Wheeler和Zerilli方程使用初始数据精确到第二后牛顿秩序。我们证明，振铃辐射产生了显着的“反踢”。加上由于螺旋，合并和衰荡阶段的贡献，我们的结果的净反冲速度同意从数值相对论的10- 15%，在很宽的质量比范围内，与最大速度为180公里/秒的质量比为0.38。

合并双星和多普勒实验

Coalescing binaries and Doppler experiments

讨论了CASSINI实验对致密双星内螺旋发射的引力波的敏感性。我们表明，该仪器可达到的最大距离是$\sim 100$ Mpc。特别是，CASSINI可以探测到室女室女星系团中具有啁啾质量$\simgt 10^6 \Ms$的大质量黑洞双星，信噪比在5到30之间，以及可能围绕我们银河系中心可能拥有的大质量黑洞运行的质量为$\simgt 30 \Ms$的致密物体。

来自合并双星的引力波：探测策略和参数的蒙特卡罗估计

Gravitational waves from coalescing binaries: detection strategies and Monte Carlo estimation of parameters

本文讨论了从合并双星中探测引力波的问题。我们介绍了微分几何的应用问题的最佳检测的“啁啾信号”。我们还进行了广泛的蒙特卡罗模拟，以了解在估计的二进制系统的参数的错误。我们发现，即使在10-15的高信噪比下，误差也远大于协方差矩阵预测的误差。我们还介绍了使用的瞬间，而不是到达的时间来确定方向的源的想法。

TIDAL AND TIDAL-RESONANT EFFECTS IN COALESCING BINARIES

TIDAL AND TIDAL-RESONANT EFFECTS IN COALESCING BINARIES

本文用直接数值积分的方法研究了合并致密双星系统的潮汐和潮汐共振效应。对于恒星，使用多方模型。潮汐效应被认为是占主导地位的（非共振）$f$模式。得到了$g$模潮汐共振的影响。潮汐相互作用的兴趣，特别是低质量的双星。存在一个特征性的最后倾入轨道，超过该轨道，即使不考虑辐射反应，系统也不能保持稳定;这与Lai等人在\shortcite{Lai93}中得到的结果一致。讨论了这些效应对地球引力波观测的重要性。

牛顿滤波器在探测合并双星引力波中的性能

Performance of Newtonian filters in detecting gravitational waves from coalescing binaries

合并双星系统是最有希望的引力波源之一。匹配滤波技术用于从合并双星中探测引力波，依赖于精确模板的构造。直到最近，以四极杆或牛顿近似为模型的滤波器被认为是足够的。最近，它表明，后牛顿效应有助于实际信号和其相应的牛顿模板之间的相位差的长期增长。在本文中，我们调查的可能性补偿的相位差所造成的后牛顿条款允许在牛顿滤波器参数的转变。我们发现，牛顿滤波器执行足够的检测的初始和先进的LIGO探测器的信号的存在的目的。

快速和精确的参数推断用于合并，旋进致密双星

Rapid and accurate parameter inference for coalescing, precessing compact binaries

在Pankow等人工作的基础上，我们引入了RIFT，一种通过迭代拟合对引力波源进行快速参数推断的算法。我们证明了这种方法可以正确地恢复合并紧凑的二进制系统的参数，使用RIFT的详细比较，以及测试的LALInference软件库。我们提供了几个例子，RIFT的独特速度和灵活性，使否则棘手或尴尬的参数推断分析，包括（a）采用昂贵的和新颖的模型传出引力波;和（b）混合近似，每个适合于不同部分的紧凑的二元参数空间。我们演示了如何\RIFT{}可以应用于双中子星，无论是参数推断和直接约束的核物质状态方程。

关于合并黑洞双星的辐射质量

On the mass radiated by coalescing black-hole binaries

我们推导出一个解析的唯象表达式，预测的最终质量的黑洞残留物的合并产生的一个通用的二元系统的黑洞准圆轨道。除了恢复极端质量比双星的正确测试粒子极限外，我们的公式很好地再现了迄今为止发表的所有数值相对论模拟的结果，无论是在几个引力半径的分离时，还是在数万个引力半径的分离时。这些验证使我们的公式成为从引力波物理到宇宙学的各种背景下的有用工具。作为代表性的例子，我们首先说明它如何可以用来减少在振铃阶段的有效单体波形的相位误差。第二，我们表明，当结合最近计算的非自旋黑洞双星的结合能的自作用力校正，它提供了一个估计的合并和衰荡过程中发射的能量。最后，我们用它来计算的能量辐射的引力波的大质量黑洞双星的红移的函数，使用不同的模型的种子的黑洞人口。

合并双星的引力波参数估计

Estimation of parameters of gravitational waves from coalescing binaries

本文讨论了由合并双星信号发射的引力波信号的参数测量。我们提出的蒙特卡罗模拟的结果进行的情况下，最初的LIGO，将第一后牛顿修正到波形。使用这样确定的参数，我们估计到源的方向。我们强调使用的时间的合并，而不是时间的信号的到达来确定源的方向。我们表明，这可以大大减少在确定的源的方向的错误。

合并中子星双星模式共振的可探测性

Detectability of Mode Resonances in Coalescing Neutron Star Binaries

中子星-中子星双星的灵感是像LIGO这样的引力波探测器的一个有希望的引力波源。在螺旋过程中，其中一颗恒星的潮汐引力场可以共振地激发另一颗恒星的内部模式，导致引力波信号的相移。我们计算使用费舍尔矩阵分析的相移必须是多大，以被检测到。对于$1.4 M_\odot, 1.4 M_\odot$二进制，结果为$\sim 8.1, 2.9$和1.8弧度，谐振频率为$16, 32$和64 Hz。其他二进制参数的测量精度降低包括模式谐振效应。

多个合并双星的引力波参数估计

Parameter estimation on gravitational waves from multiple coalescing binaries

未来的地基和星载干涉引力波探测器每年可能捕获数万至数千个双星合并事件。从单个事件的引力波特征来估算天体物理学相关参数，如质量和自旋，这方面的工作越来越多，而且意义重大。本文介绍了一个强大的贝叶斯框架相结合的参数估计多个事件的参数分布的基础事件人口。该框架可以很容易地部署为一个快速的后处理工具。

合并致密双星内旋的自旋效应

Spin effects in the inspiral of coalescing compact binaries

我们导出了自旋轨道耦合和自旋自旋耦合对自旋致密天体并合双星系统引力辐射的贡献。我们计算自旋效应的对称，无痕迹的辐射多极子，确定引力波形，和能量损失率。假设辐射能量和轨道能量损失之间的平衡，我们确定的自旋效应的轨道频率和轨道半径的演变。假设一个激光干涉引力观测站可以跟踪引力波频率（轨道频率的两倍），因为它扫过它的敏感带宽之间的约10赫兹和1千赫，我们估计的精度，可以确定的组成机构的自旋从引力波信号。

自旋合并双星的完全唯象引力波形

Complete phenomenological gravitational waveforms from spinning coalescing binaries

从合并的双星中寻找引力波通常是由LIGO-Virgo合作通过匹配滤波进行的，这需要对信号有详细的了解。完整的分析合并波形目前只适用于非旋进二元系统。在本文中，我们介绍了一般自旋系统的主导四极模的完整的唯象波形。这些波形是通过桥接解析已知的inspiral相位之间的差距，描述的自旋泰勒（T4）近似的限制波形近似，和衰荡阶段通过一个现象学的中间阶段，校准通过比较与特定的，数值生成的波形，描述等质量系统与无量纲自旋幅度等于0.6。数值波形和唯象波形之间的重叠积分范围在0.95和0.99之间。

合并中黑洞双星的最终自旋：连续一体方法

Final spin of a coalescing black-hole binary: an Effective-One-Body approach

我们更新的合并黑洞二进制内的连续一体（EOB）的方法得出的最终自旋的分析估计。我们考虑不等质量非自旋黑洞双星。据发现，一个更完整的帐户相关的物理效应（更高的后牛顿精度，振铃损失）允许{ \it分析} EOB估计"收敛到“最近获得的{ \it数值}结果在2%以内。这一协议说明了EOB的方法来捕捉合并黑洞双星的基本物理能力。我们的分析方法允许一个估计的最终自旋的黑洞合并二进制文件中的质量范围（$ν=m_1m_2/(m_1+m_2)^2 < 0.16 $），这是目前没有覆盖的数值模拟。

Energy Extraction From Non-Coalescing Black Hole Binaries

We define and sketch the generalized ergosphere of the Majumdar-Papapetrou (MP) spacetime. In particular, we demonstrate the existence of closed orbits of negative energy that live outside the event horizon of such a spacetime. Relying on the Penrose process mechanism, we use these orbits to illustrate the possibility of energy extraction from a MP binary black hole by particle scattering. We also analyze the efficiency of the process, and construct explicit examples that optimize the extraction of energy. Lastly, we show how such concepts can be extended to a pair of non-coalescing Kerr black…

利用并合双星引力波约束 Horndeski 理论

Constraining Horndeski theory with gravitational waves from coalescing binaries

本文在光速引力波的 Horndeski 理论中推导含标量荷中子星双星的张量波形，并预测 Advanced LIGO 与 Einstein Telescope 可精确约束标量荷差异、排除部分标量化中子星解。

合并黑洞双星中的视界吸收效应：非自旋情况的有效单体研究

Horizon-absorption effects in coalescing black-hole binaries: An effective-one-body study of the non-spinning case

本文研究了合并的圆形非自旋黑洞双星中引力波的视界吸收。通过数值微扰模拟得到了一个大质量比（q=1000）双星的视界吸收通量，并与最近提出的有效单体（EOB）解析解进行了比较。微扰方法采用分析的、质量比线性的、有效一体（EOB）恢复的辐射反应以及用于波提取的Regge-Wheeler-Zerilli（RWZ）形式。双曲面（传输）层的RWZ方程的数值解，以准确地计算地平线通量的后期倾伏阶段。从微扰模拟和EOB-cummed的表达同意在几个百分点的水平下降到后期暴跌的地平线通量。升级的EOB模型的nonspinning双星，包括地平线吸收角动量作为一个额外的长期在图解辐射反应进行了讨论。这一项上的波形定相的质量比跨度为1至1000的二进制文件的效果进行了研究。我们确认，可比和中等质量比的双星视界吸收几乎可以忽略不计的检测与先进的LIGO和爱因斯坦望远镜（忠实度大于或等于0.997）。

合并自旋黑洞双星衰荡波形的一种新的解析表示

A new analytic representation of the ringdown waveform of coalescing spinning black hole binaries

本文提出了一种新的方法来分析和解析表示合并黑洞双星发出的引力波信号的衰荡部分，与通常的多极复波形$h(t)$的准简正模和的{ \it线性}分解相比，我们的过程依赖于$h(t)$的{ \it乘法}分解作为基本准-正常模式，其振幅和相位分别拟合剩余的时间依赖性复因子。作为一个说明性的例子，我们应用我们的分析和拟合程序的振铃部分的一个样本的16个$\ell=m=2$等质量，旋转，nonprecessing，数值波形计算的SP $_{\rm E}$ C代码，现在公开的SXS目录。我们的方法产生了一个有效的和准确的方式来表示振铃波形，从而提供了一种新的方式来完成分析有效的单体吸气加暴跌波形。

偏心率对地基探测器接收并合致密双星引力波的影响

The Effect of Eccentricity on Searches for Gravitational-Waves from Coalescing Compact Binaries in Ground-based Detectors

螺旋形的致密双星预计会在其引力波信号到达地面探测器的敏感频带之前循环。因此，目前使用LIGO和Virgo探测器从致密双星中搜索引力波的方法是使用圆形模板来构建匹配滤波器。二元形成模型已经提出，这表明，一些系统可检测的LIGO-Virgo网络可能有不可忽略的偏心率。我们调查的能力，限制3.5后牛顿阶泰勒F2模板银行，用于LIGO和处女座的质量$M \le 35 M_\odot$，从紧凑的二进制搜索引力波，检测二进制与非零偏心率。本文采用Hinder \emph{et. al.} [I]提出的$x$模型后牛顿形式，模拟了偏心双星的引力波。Hinder，F. Hermann，P. Laguna，and D. Shoemaker，arXiv：0806.1037v1]。我们发现，小的剩余偏心率（$e_0 \lesssim 0.05$在40赫兹）不显着影响目前的LIGO搜索的能力，以检测引力波从合并的紧凑的二进制与总质量$2 M_\odot < M < 15 M_\odot$。对于偏心率$e_0 \gtrsim 0.1$，由于偏心率导致的匹配滤波器信噪比的损失可能是显著的，因此将需要包括偏心效应的模板来对这种系统执行最佳搜索。

自旋合并双星的唯象引力波形

Phenomenological gravitational waveforms from spinning coalescing binaries

准确了解合并的二元引力波形对于LIGO-Virgo合作进行的实验搜索至关重要。在同一作者的早期论文之后，我们改进了描述来源于一般自旋二进制系统的信号的分析唯象波形的构造。初始inspiral部分的波形，所描述的自旋泰勒近似，和它的最终衰荡部分，所描述的阻尼指数，之间的差距是桥接的现象相校准的比较与一组波形，包括不同类型的数值和现象的波形的主导球谐模式。所考虑的所有波形都描述了等质量系统。这里给出的数值波形和现象波形之间的高级LIGO噪声加权重叠积分范围在0.95和0.99之间，适用于宽范围的质量值。

LIGO-Virgo从合并双星中搜索引力波：状态更新

LIGO-Virgo searches for gravitational waves from coalescing binaries: a status update

中子星或黑洞的合并致密双星被认为是地球上最有希望的引力波探测源之一。LIGO-Virgo联合合作的紧凑二元合并（CBC）小组正在通过对理论建模的模板波形进行匹配滤波来搜索这些天体物理系统发出的引力波。各种波形模板的家庭采用的质量范围探测的搜索和阶段的inspiral阶段的目标：限制后牛顿的系统具有总质量小于$35 \msun$，数值相对论启发完整的吸气合并振铃波形更大规模的系统高达$100\msun$和振铃模板建模扰动黑洞高达$500\msun$。我们给出了CBC小组在探测天体物理引力波特征方面的当前努力和即将到来的计划的最新状态。

从双星中提取三重和四重引力子顶点和合并双星

Extracting the three- and four-graviton vertices from binary pulsars and coalescing binaries

利用费曼图的后牛顿展开公式，我们讨论了如何将广义相对论（GR）的各种测试转化为三个和四个引力子顶点的测量。在仅涉及系统保守动力学的问题中，三重引力子顶点偏离GR预测的最低阶等价于在参数化后牛顿形式中引入参数beta_{PPN}，其最强的边界来自月球激光测距，在0.02%的水平上测量。然而，三引力子顶点与GR预测的偏差也影响了理论的辐射部分。我们发现，Hulse-Taylor双星脉冲星的时间提供了一个约束的三引力子顶点的GR预测在0.1%的水平上的偏差。对于在干涉仪合并二进制，我们发现，由于简并与模板中的其他参数，如质量和自旋，修改后的三个和四个引力子顶点的影响只是为了引起错误的确定这些参数，至少在限制PN近似，这是不可能使用合并二进制约束偏差的顶点从GR预测。

利用合并黑洞双星约束引力子质量

Constraining the mass of the graviton using coalescing black-hole binaries

我们研究如何以及引力子的质量可以约束引力波（GW）观测合并的二元黑洞。鉴于以前的调查采用后牛顿（PN）模板描述的信号的inspiral部分，最近的进展，在分析和数值相对论提供了分析波形模板相干描述的inspiral-merge-ringdown（IMR）信号。我们表明，搜索二进制黑洞采用IMR模板将能够约束引力子的质量更准确（约一个数量级）比搜索采用PN模板。来自GW观测站的最佳预期边界（来自Adv. LIGO的lambda_g > 7.8 x 10^13 km，来自爱因斯坦望远镜的lambda_g > 7.1 x 10^14 km，来自LISA的lambda_g > 5.9 x 10^17 km）比现有的最佳模型独立边界（来自太阳系测试的lambda_g > 2.8 x 10^12 km）好几个数量级。最重要的是，GW观测将提供来自高度动态的强场引力体系的第一个约束。

合并黑洞MACHO双星的引力波

Gravitational Waves from Coalescing Black Hole MACHO Binaries

如果MACHO是质量约为0.5个太阳质量的黑洞，那么它们一定是在早期宇宙中温度约为1 GeV时形成的。我们估计，在这种情况下，在我们银河系的晕中，大约50千秒差距存在着大约5亿个黑洞双星，它们的合并时间与宇宙的年龄相当，因此合并率大约为每星系每年500次事件。这表明我们可以预期在15 Mpc内每年发生几次事件。来自这种合并黑洞MACHO的引力波可以被LIGO/VIRGO/TAMA/GEO网络中的第一代干涉仪检测到。因此，黑洞MACHO的存在可以在未来五年内通过引力波进行测试。

Modified gravitational wave propagation: information from strongly lensed binaries and the BNS mass function

Modified gravitational wave propagation is a smoking gun of modifications of gravity at cosmological scales, and can be the most promising observable for testing such theories. The observation of gravitational waves (GW) in recent years has allowed us to start probing this effect, and here we briefly review two promising ways of testing it. We will show that, already with the current network of detectors, it is possible to reach an interesting accuracy in the estimation of the $Ξ_0$ parameter (that characterizes modified gravitational wave propagation, with $Ξ_{0, {\rm GR}} = 1$) and with next…

非旋进自旋黑洞双星的有效单体描述

A new effective-one-body description of coalescing nonprecessing spinning black-hole binaries

提出了一个新的、可调的有效单体（EOB）模型，研究了具有任意质量比和自旋排列的并合黑洞双星的运动和辐射。我们的形式主义最新颖的特点是引进，并系统地使用，（规范不变）的概念{ \it离心半径} $r_{c}$。在自旋的小质量比极限下，用$r_{c}$表示的主径向势与通常的史瓦西势$1-2M/r_{c}$差别很小（而且只是相乘）。这激发了一种新的，乘法的方式混合有限质量比变形与自旋变形。在目前的探索性工作中，我们考虑了我们的自旋EOB模型的最小版本（基本上只包含两个可调参数：一个在哈密顿量和一个在波形）和校准其（主导模式）波形对样本的15个等质量，等自旋波形由SXS合作，并覆盖无量纲自旋范围$-0.95\leq χ\leq +0.98$。数值相对论/ EOB定相不一致在整个自旋范围内保持非常小（$\lesssim \pm 0.15$ rad）。

球状星团中Kozai机制驱动的并合黑洞双星的偏心率分布

On the Eccentricity Distribution of Coalescing Black Hole Binaries Driven by the Kozai Mechanism in Globular Clusters

在球状星团中，通过双星-双星相互作用可以产生三重黑洞系统。最近有人提出，Kozai机制可以驱动三重系统的内部双星在与其他场星的相互作用中断之前合并。我们定性地和数值地研究了这些双星在引力辐射（GR）作用下的偏心率演化。我们预测，当系统发射的引力波通过10 Hz频率时，约30%的系统具有>0.1的偏心率。讨论了对引力波探测的意义，特别是对宽带激光干涉仪引力波探测器数据分析的意义。

BH-NS聚并双星潮汐相互作用的半相对论模型

A Semi-relativistic Model for Tidal Interactions in BH-NS Coalescing Binaries

本文用半解析方法研究了黑洞-中子星双星系统中Kerr黑洞对中子星的潮汐效应。采用由相对论恒星结构方程导出的标量势，考虑了相对论效应对中子星自引力的影响。我们计算了黑洞-中子星双星的准平衡序列，以及恒星被黑洞潮汐场破坏的临界轨道间距：后者的量特别令人感兴趣，因为当它大于最里面的稳定圆形轨道的半径时，可能会产生短的伽马射线暴。

合并双星中子星

Coalescing Binary Neutron Stars

与中子星或黑洞成分合并的致密双星提供了最有希望的引力辐射源，可供正在建设中的LIGO/VIRGO/GEO/TAMA激光干涉仪探测。这一事实激发了几个不同的理论研究的inspiral和流体动力学合并的致密双星。在后牛顿近似下对螺旋波形进行了解析分析。利用牛顿流体力学和四极辐射近似对双中子星的合并波形进行了解析和数值处理。在完全广义相对论中，黑洞和中子星双星合并的数值模拟也在进行中。这些方法的每一个最近的结果将被描述和总结他们的优点和局限性。

最后三分钟：聚并致密双星的引力波测量问题

The Last Three Minutes: Issues in Gravitational Wave Measurements of Coalescing Compact Binaries

引力波干涉仪预计将监测中子星和黑洞双星在接近宇宙学距离的最后三分钟的螺旋和最终合并，那里的事件率可能是每年许多。由于双星的累积轨道相位可以测量到分数精度$\ll 10^{-3}$，相对论效应很大，波形将更加复杂，携带更多的信息，并且比预期的更难在理论上建模。理论家们现在必须开始为提取波的信息奠定基础。

用引力波探测并合双星的天体物理意义

Astrophysical significance of detection of coalescing binaries with gravitational waves

我们使用StarTrack恒星星族合成程序分析了双致密天体双星作为引力波源的性质。由于这些物体的寿命分布一直延伸到哈勃时间，我们得出结论，正确计算预期的速率必须包括一个完整的宇宙学模型。我们提出了这样的模型，计算预期的合并率，并分析这些速率的模型假设的内在敏感性。我们发现，单独的速率是一个非常差的估计基本的恒星演化模型。然而，我们发现，观测到的啁啾质量的分布是非常敏感的基础恒星演化模型，而它是非常不敏感的基础宇宙学，恒星形成率的历史和变化的探测器灵敏度。

来自合并双星的引力波和多普勒实验

Gravitational waves from coalescing binaries and Doppler experiments

行星际航天器的多普勒跟踪提供了目前可用于低频引力波宽带搜索的唯一方法。这些仪器的峰值灵敏度大约在连接地球和空间探测器的无线电链路的往返光时T的倒数附近，因此特别适合于搜索星系核中含有大质量黑洞的合并双星。到目前为止，已经进行了一些多普勒实验-最近的实验涉及到"尤利西斯"、"伽利略"和"火星观测器"探测器;此外，在2002 - 2004年期间，卡西尼号航天器将进行三次为期40天的数据采集运行，预期灵敏度将比迄今所达到的灵敏度高出约20倍。本文的主要目的是：（i）探索作为有关仪器参数和天体物理参数的函数的螺旋信号--频率和幅度增加的正弦信号--产生的多普勒输出（所谓的啁啾）;（ii）识别集中密集和专用数据分析的最重要的参数区域;分析卡西尼实验的全天空和全频率灵敏度，特别侧重于可能的天体物理目标，如银河系中心和室女星系团。

等质量并合黑洞双星的忠实连续一体波形

Faithful Effective-One-Body waveforms of equal-mass coalescing black-hole binaries

我们继续在连续一体（EOB）的方法，高精度的分析波形描述所发出的信号的吸气和合并黑洞二进制的程序的建设。在这里，我们比较了一个最近派生的，cummed 3 PN-准确的EOB四极波形的数值模拟的结果的inspiral和合并的等质量的黑洞二进制。我们发现一个显着的协议，无论是在相位和振幅，与最大的失相，可以减少到低于$\pm 0.005$引力波（GW）周期超过12 GW周期对应的螺旋结束，暴跌，合并和开始的衰荡。这一水平的协议显示为两个不同的值的有效的4 PN参数a_5，并为相应的，适当的"弯曲"值的辐射反应再确认参数v_pole。此外，我们的建模EOB振幅同意优于1%的水平，与数值相关的一个到后期的螺旋。这些结果，连同最近的其他工作的EOB数值相对论比较，证实了EOB形式主义的能力，忠实地捕捉广义相对论波形。

探测合并致密双星啁啾引力波的动态调谐信号回收干涉仪的时域分析

Time-domain analysis of a dynamically tuned signal recycled interferometer for the detection of chirp gravitational waves from coalescing compact binaries

在这篇文章中，我们研究了一种特殊的方法来检测啁啾信号从合并紧凑的双星-所谓的动态调谐，即放大信号通过跟踪其瞬时频率的信号回收检测器的调谐。为信号再循环干涉仪，特别是GEO 600开发的时域考虑描述了非平稳检测器中的信号和噪声演变。它的非平稳性是由信号循环镜的运动引起的，其位置定义了检测器的调谐。我们证明了来自暗端口和光损耗的散粒噪声仍然是白色的。瞬态效应的分析表明，在啁啾频率的完美跟踪过程中，只出现幅度变化的瞬态。本文计算的信噪比增益对于散粒噪声受限的检测器为~ 16，对于具有热噪声的检测器为~ 4。

优化聚结双星群体的引力波搜索：内禀参数

Optimizing gravitational-wave searches for a population of coalescing binaries: Intrinsic parameters

我们重新讨论了在高斯色噪声中从螺旋压缩双星中寻找引力波的问题。对于具有准圆轨道和非旋进分量自旋的双星，仅考虑主模发射，如果双星的内参数已知，则单个检测器的最佳统计量是众所周知的两相匹配滤波器。然而，匹配滤波器的信噪比是/不是/在一般情况下，一个天体物理种群的信号的最佳统计，因为它们的分布的内在参数几乎肯定不会反映噪声事件，这是由（费舍尔）信息度量。相反，给定天体物理分布的最佳统计量将是贝叶斯因子，我们使用标准模板匹配滤波器搜索的输出近似贝叶斯因子。然后，我们量化的非自旋二进制的各种人群检测到的信号数量的可能的改善：对于均匀分布的信号分布的体积和均匀分布的组件质量的范围$1\leq m_{1,2}/M_\odot\leq 24$，$(m_1+m_2) /M_\odot\leq 25$在固定的预期SNR，我们发现$\gtrsim 20\%$更多的信号在一个单一的检测器中的虚警阈值为$10^{-6}\,$ Hz。该方法可以很容易地推广到非旋进自旋的二进制。

离心合并中子星双星的潮汐效应

Tidal Effects in Eccentric Coalescing Neutron Star Binaries

在LIGO/Virgo波段中，动态形成的致密天体双星可能仍然是偏心的。对于偏心双星中的中子星，其基模（f模）在近心处被激发，将轨道的能量转移到中子星的振荡中。我们这个系统的模型耦合的NS f-模式的演化的轨道演化的二进制，因为它循环和走向合并。NS f模式激发通常加速轨道衰减并提前来自系统的引力波信号的相位。我们计算了这种效应如何改变近心通道的时间，并研究了如何合并前的累积相移取决于系统的初始偏心率。这种相移可以是大得多的高偏心合并比圆形合并，并可用于探测NS状态方程。

自旋对准合并双星的有效单体哈密顿量的比较

Comparing Effective One Body Hamiltonians for spin-aligned coalescing binaries

TEOBResumS和SEOBNRv4是两个基于有效单体方法的自旋对齐并合黑洞双星的半解析引力波形模型，它们基于数值相对论模拟，提供了从早期螺旋到坍缩的相对动力学和波形，每个模型的中心构建块是EOB图化的哈密顿量。两个模型实现了不同的哈密顿量，本文讨论了一个测试自旋黑洞围绕Kerr黑洞运动的哈密顿量的变形。在这里，我们分析地比较了这两种哈密顿量，一个元素一个元素地。特别是：我们举例说明，可以引入离心半径SEOBNRv4，从而以类似于TEOBResumS的更紧凑的形式重写哈密顿量。然而，后一离心半径不能与TEOBResumS中使用的离心半径相同，因为这两个模型在将自旋效应并入背景Kerr哈密顿量的各自变形中的方式上不同。我们进行了广泛的能量之间的比较对应的两个哈密顿规范不变量。最后，作为一个探索性的研究，我们应用后绝热近似的新重写的SEOBNRv4哈密顿量，说明它是可能的，以可忽略不计的计算成本产生长螺旋波形。

用IIR自适应滤波器探测聚并双星的引力波

IIR Adaptive Filters for Detection of Gravitational Waves from Coalescing Binaries

在本文中，我们提出了一种新的策略，引力波检测合并的双星，使用IIR自适应线增强器（ALE）的过滤器。该策略是经典的分层策略，其中ALE滤波器具有触发器的作用，用于选择可能包含重力事件的数据块，以使用更精细的优化技术（如经典的匹配滤波器技术）来进一步分析。ALE滤波器的性能与维纳-Komolgoroff最佳滤波器（匹配滤波器），有必要讨论它们的性能和评估的统计限制，在它们的使用作为触发器的直接比较后，我们进行了一系列的测试，证明这些过滤器是相当有前途的相对较小的计算能力所需的和所使用的算法的鲁棒性。所进行的测试显示了ALE过滤器的弱点，我们通过引入进一步的策略来修复该弱点，该策略基于ALE过滤器的动态银行，同时运行，但在固定延迟时间后开始。这种全局触发策略的结果似乎是非常有前途的，并且已经可以用于目前的干涉仪中，因为它具有需要相当小的计算能力的巨大优势，并且可以容易地与其他数据分析算法并行地实时运行。

合并超大质量黑洞周围吸积流的性质

Properties of Accretion Flows Around Coalescing Supermassive Black Holes

合并中的超大质量黑洞（SBH）附近的吸积流有什么性质？这个问题的答案有直接的影响的可行性，同时检测电磁（EM）和引力波（GW）信号的合并。这样的探测被认为是下一个观测上的重大挑战，它将使广义相对论能够在强非线性状态下得到检验，并提高我们对这些大质量致密天体演化和生长的理解。在本文中，我们审查的环境中的circumbinary磁盘和热，辐射效率低下的吸积流模型的聚结双星的属性，并用它们来标记这个问题所跨越的参数空间的程度。我们报告的结果，从一个正在进行的，广义相对论，流体动力学研究的螺旋和合并的黑洞，由后一种情况的动机。我们发现，相关的EM+GW振荡可以出现在inspiral阶段，然后逐渐上升，随后下降的光变曲线在合并的时间。虽然有迹象表明，后者的EM签名是一个更强大的一个，任何信号的检测巧合与GW将是一个令人信服的证据即将SBH二进制合并。在热吸积流的情况下，EM对应物的可观测性取决于模型的细节。在激光干涉仪空间天线可观测到的质量最大的双星的情况下，光度的上限意味着它们可以通过电磁搜索到z~0.1-1来识别。然而，由于气体流动的辐射效率低下的性质，我们推测，大部分的大质量双星可能会出现低光度AGN在当地的宇宙。

A Higher Probability of Detecting Lensed Supermassive Black Hole Binaries by LISA

Gravitational lensing of gravitational waves (GWs) is a powerful probe of the matter distribution in the universe. Here we revisit the wave-optics effects induced by dark matter (DM) halos on the GW signals of merging massive black hole binaries (MBHBs), and we study the possibility of discerning these effects using the Laser Interferometer Space Antenna (LISA). In particular, we include the halos in the low-mass range of $\rm 10^5-10^8\, M_\odot$ since they are the most numerous according to the cold DM model. We simulate the lensed signals corresponding to a wide range of impact parameters, …

A faithful analytical effective one body waveform model for spin-aligned, moderately eccentric, coalescing black hole binaries

We present a new effective-one-body (EOB) model for eccentric binary coalescences. The model stems from the state-of-the-art model TEOBResumS$\_$SM for circularized coalescing black-hole binaries, that is modified to explicitly incorporate eccentricity effects both in the radiation reaction and in the waveform. Using Regge-Wheeler-Zerilli type calculations of the gravitational wave losses as benchmarks, we find that a rather accurate ($\sim 1\%$) expression for the radiation reaction along mildly eccentric orbits ($e \sim 0.3$) is given by dressing the current, EOB-resummed, circularized angul…

用引力波和短伽马射线暴联合观测约束中子星半径的中子星-黑洞并合双星

Constraining the Neutron Star Radius with Joint Gravitational-Wave and Short Gamma-Ray Burst Observations of Neutron Star-Black Hole Coalescing Binaries

合并中子星（NS）-黑洞（BH）双星是有希望的引力波（GW）源，将在未来几年内被现有的GW天文台检测到。如果NS在BH最内侧的稳定圆形轨道外被潮汐破坏，可能会形成一个吸积环，这最终可能会为短伽马射线暴（SGRB）提供动力。SGRB的观测与NS-BH合并的引力辐射相一致，这将证实这两种现象之间的联系，也给我们提供了新的见解NS物理。我们提出了一种新的方法来测量NS半径，从而约束NS状态方程使用联合SGRB和GW观察NS-BH合并。我们表明，在联合检测与现实GW的信噪比（S/N）为10的情况下，NS半径可以被约束到$\lesssim\,$ 20%的准确度在90%的置信度。

合并中子双星的空间分布：对伽马射线暴的启示

The Spatial Distribution of Coalescing Neutron Star Binaries: Implications for Gamma-Ray Bursts

我们发现的聚结时间，出生率，空间速度，以及随后的径向偏移的聚结中子星（NS）在各种星系的潜力占大的不对称踢期间引入的超新星的分布。结合NS-NS二进制的出生率是相当敏感的反冲速度的大小，但尽管如此，类似（~10每银河每百万年）以前的人口合成研究。然而，零年龄主层序以来的合并时间分布对井涌速度的选择相对不敏感。合并时间的中位数约为1亿年，我们发现致密双星应该密切跟踪宇宙中的恒星形成率。在一个合理的星系势范围内（M_galaxy> 3 x 10^10 M_solar），NS-NS合并的径向偏移中值小于10 kpc。在z = 1的红移下（H_0 = 65 km/s/Mpc，Omega = 0.2），这意味着一半的合并应该发生在距离宿主星系约1.3角秒的范围内。除了最浅的潜势外，90%的NS-NS双星在距离宿主30 kpc的范围内合并。我们发现，虽然合并的中子星双星的空间分布是一致的，与已知的光学余辉的伽马射线暴（GRB）与微弱的星系的密切空间关联，一个不可忽略的分数（~15%）的GRB应该发生在（> 30千秒差距）的矮星系主机。由于主机中的尘埃，偏移量的投影和星际介质密度的范围内的灭绝混淆了星系周围的NS-NS合并的真实分布与一组可观察到的光学瞬变/星系偏移。

LIGO对二元黑洞透镜率的精确预测

Precise LIGO Lensing Rate Predictions for Binary Black Holes

我们将展示LIGO如何在$z>1$上探测到合并的双星黑洞，这些黑洞被干预的星系群所透镜化。引力放大，$μ$，通过$\sqrtμ$增强引力波信号，而不改变它们的频率，如果不被识别，会导致低估事件红移，从而高估双星质量。合并双星可以达到很高的放大率，因为合并过程中强烈的引力波发射区域很小（$\sim$ 100公里），允许透镜焦散和引力波事件之间非常接近的投影。我们的模拟结合了精确的波形与LIGO功率谱密度的卷积。重要的是，我们包括对天空位置和轨道方向的检测依赖性，这对于LIGO配置转化为观测到的红移和啁啾质量的广泛分布。目前，我们估计透镜事件\rateEarly{}的可探测率，上升到\rateDesign{}，在LIGO的设计灵敏度极限，这取决于黑洞合并的高红移率。

合并双星中子星的最终命运：坍缩成黑洞？

The Final Fate of Coalescing Binary Neutron Stars: Collapse to a Black Hole?

与中子星（NS）或黑洞（BH）成分合并的致密双星是目前正在建造的激光干涉仪探测器的重要引力波源，也可能是宇宙学距离上的伽马射线暴源。本文着重研究NS-NS双星系统最终的流体动力学并合，并讨论了黑洞的形成是否是这些系统最终不可避免的命运。

自旋和合并黑洞双星引力波的第一个高阶多极模型

First higher-multipole model of gravitational waves from spinning and coalescing black-hole binaries

引力波观测的双黑洞目前依赖于理论模型，预测的主导多极（l，m）的辐射在螺旋，合并和ringdown。我们介绍了一种简单的方法，包括次主导多极的二元黑洞引力波形，给出了一个频域模型的主导多极。原始模型的振幅和相位使用后牛顿结果（对于螺旋），微扰理论（对于衰荡）以及两者之间的平滑过渡进行了适当的拉伸和重新缩放。不需要对数值相对论模拟进行额外的调优。我们将这种方法的一个变体应用于非旋进PhenomD模型。结果PhenomHM构成了自旋黑洞双星的第一个更高多极模型，目前包括（l，m）=（2，2），（3，3），（4，4），（2，1），（3，2），（4，3）辐射矩。与数值相关性波形的比较表明，PhenomHM是更准确的比占主导地位的多极模型，只有所有的二进制配置，通常提高了测量的二进制属性。

Gravitational wave backgrounds from coalescing black hole binaries at cosmic dawn: an upper bound

The successive discoveries of binary merger events by Advanced LIGO-Virgo have been revealing the statistical properties of binary black hole (BBH) populations. A stochastic gravitational wave background (GWB) is a useful tool to probe the cosmological evolution of those compact mergers. In this paper, we study the upper bound on a GWB produced by BBH mergers, whose stellar progenitors dominate the reionization process at the cosmic dawn. Since early reionization by those progenitors yields a high optical depth of the universe inconsistent with the {\it Planck} measurements, the cumulative mas…

General-relativistic treatment of tidal $g$-mode resonances in coalescing binaries of neutron stars. II. As triggers for precursor flares of short gamma-ray bursts

In some short gamma-ray bursts, precursor flares occurring $\sim$ seconds prior to the main episode have been observed. These flares may then be associated with the last few cycles of the inspiral when the orbital frequency is a few hundred Hz. During these final cycles, tidal forces can resonantly excite quasi-normal modes in the inspiralling stars, leading to a rapid increase in their amplitude. It has been shown that these modes can exert sufficiently strong strains onto the neutron star crust to instigate yieldings. Due to the typical frequencies of $g$-modes being $\sim 100\text{ Hz}$, th…

合并非自旋黑洞双星的改进有效单体描述及其数值相对论完善

Improved effective-one-body description of coalescing nonspinning black-hole binaries and its numerical-relativity completion

我们改进的有效单体（EOB）的描述nonspinning合并黑洞双星的结合几个最近的分析进展，特别是：（i）对数贡献的保守动力学;（ii）图解的地平线吸收贡献的轨道角动量损失;（iii）一个特定的径向分量的辐射反作用力暗示的一致性与方位角的。然后，我们完成了这个分析改进EOB模型进行比较，准确的数值相对论（NR）模拟由Caltech-Cornell-CITA组的质量比$q=(1,2,3,4,6)$。特别是，与NR数据的比较使我们能够以高精度（$\sim 10^{-4}$）确定主EOB径向势的值：$A(u;\,ν)$，其中$u=GM/(R c^2)$是体间引力势，$ν=q/(q+1)^2$是对称质量比。我们介绍了一种新的技术，用于从NR数据中提取的相位演化的内在措施，（$Q_ω(ω)$诊断）。对齐NR-完成EOB四极波形和NR一个在低频率，我们发现，他们保持一致（在相位和振幅）在NR的不确定性在整个演变的所有质量比考虑。我们还发现几个次主导多极子，而无需引入和调整任何额外的参数很好的协议。

从合并双星中滤除后牛顿引力波

Filtering post-Newtonian gravitational waves from coalescing binaries

来自吸入双星的引力波预计将使用称为{ \it匹配滤波}的数据分析技术来检测。只要信号的形式是准确已知的，这种技术就适用。虽然我们精确地知道信号的形式，但我们将不知道{ \it先验}其参数。因此，必须通过一系列搜索模板过滤原始输出，每个模板对应于不同的参数值。检测由三个独立参数表征的牛顿波形所需的搜索模板的数量本身是数千个。由于包含后牛顿修正，螺旋波形将有四个独立的参数，人们认为这将导致滤波器数量增加几个数量级-这是一个不利的特征，因为它将大大减慢数据分析。在本文中，我表明，通过明智地选择信号参数，我们可以工作，即使当第一后牛顿修正包括在内，与许多参数在牛顿的情况下。换句话说，我证明了信号参数空间的有效维数不改变时，第一次后牛顿修正考虑。