On the comparison of results regarding the post-Newtonian approximate treatment of the dynamics of extended spinning compact binaries
本文简要回顾了迄今为止计算的两体系统后牛顿动力学的所有哈密顿量和有效势。提出了一种方法来比较（保守）约化的哈密顿与非约化的潜力，直接至少到下一个领先的pN阶。
2012-05-21 gr-qc
Analytical determination of the periastron advance in spinning binaries from self-force computations
本文首次对旋转黑洞的近星点推进进行了（保守）引力自作用力修正的解析计算。我们的结果是精确到二阶的转动参数和通过9.5后牛顿水平。它已被获得作为修正的圆形极限的陀螺仪进动不变量沿轻微偏心赤道轨道的克尔时空。后一个结果也是新的，我们在这里只预测相应的后牛顿展开的前几项。
2019-07-23 gr-qc
Second post-Newtonian Lagrangian dynamics of spinning compact binaries
自旋紧密双星的后牛顿拉格朗日方程中包含了首阶自旋轨道耦合，该方程由牛顿项、第一后牛顿非自旋项（1 PN）和2 PN非自旋项以及2 PN自旋-自旋耦合组成.这使得在导出的哈密顿量中出现了3 PN自旋-自旋耦合。自旋-自旋耦合是导致哈密顿量混沌的主要原因。然而，与等价于2 PN自旋-自旋拉格朗日量的2 PN自旋-自旋哈密顿量相比，3 PN自旋-自旋哈密顿量较小并且具有不同的符号。结果表明，在不考虑自旋轨道耦合的情况下，拉格朗日方程出现混沌的概率比考虑自旋轨道耦合的情况下大。数字证据支持这一主张。
2016-04-22 gr-qc
Post-newtonian analysis of precessing convention for spinning compact binaries
利用牛顿轨道角动量${\bf L_{\rm N}}$构造的进动源坐标系可以用来模拟一般自旋致密双星的内旋引力波。这种旋进惯例的一个吸引人的特征是它能够从轨道相位演化中去除所有自旋旋进引起的调制。然而，这种约定通常采用后牛顿（PN）精确的岁差方程，适用于PN精确的轨道角动量${\bf L}$，以发展基于${\bf L_{\rm N}}$的岁差源框架。这影响了我们开发的inspiral波形自旋致密双星的进动公约，明确采用${\bf L}$来描述的二进制轨道。我们的方法介绍了某些额外的3PN阶项的轨道相位和频率的演化方程相对于通常的${\bf L_{\rm N}}$为基础的实施的旋进公约。我们检查这些额外的条款的实际影响，通过计算采用${\bf L}$和${\bf L_{\rm N}}$为基础的处理约定的inspiral波形之间的匹配。匹配估计被发现是小于最佳值，即$0.97$，为一个不可忽略的部分不等质量自旋致密双星。
2015-08-05 gr-qc
Inspiral waveforms for spinning compact binaries in a new precessing convention
通常使用基于牛顿轨道角动量${\bf L}_{\rm N}$的进动约定来模拟一般旋转致密双星的螺旋引力波。这种进动惯例的一个关键特征是它能够从轨道相位演化中去除所有自旋进动引起的调制。然而，这种约定通常采用后牛顿（PN）精确的岁差方程，适用于PN精确的轨道角动量${\bf L}$，以发展基于${\bf L}_{\rm N}$的岁差源框架。这促使我们在旋进惯例中开发出旋转致密双星的螺旋波形，该惯例明确使用${\bf L}$来描述双星轨道。我们的方法介绍了某些额外的3PN阶项的轨道相位和频率演化方程相对于通常的${\bf L}_{\rm N}$为基础的实现的旋进公约。通过计算采用${\bf L}$和基于${\bf L}_{\rm N}$的处理约定的螺旋波形之间的匹配来探索这些附加项的含义。我们发现，匹配估计是小于最佳值，即0.97，对于一个不可忽略的部分不等质量旋转致密双星。
2016-06-06 gr-qc
Transition from inspiral to plunge in precessing binaries of spinning black holes
我们研究了自旋黑洞双星的非绝热动力学，通过使用一个完整的辐射-反作用力的分析哈密顿量，包含自旋耦合，这符合已知的准圆轨道上的能量和角动量损失率。我们考虑一个简单的后牛顿扩展的哈密顿量（包括自旋依赖项），和一个版本的有效的单体方法定义的图解后牛顿哈密顿量。我们重点讨论了自旋项对动力学和波形的影响。我们计算了在最后的螺旋和暴跌阶段释放的能量和角动量。对于等质量的双星，当使用更可靠的有效单体动力学时，发现在40 Hz和超过我们的分析处理变得不可靠的频率之间释放的能量为：反对齐的最大自旋黑洞为0.6% M，对齐的最大自旋黑洞为5% M，非自旋配置为1.8% M。为了证实以前的结果，我们发现，对于所考虑的所有双星，无量纲旋转参数J/E^2在螺旋的末端总是小于1，因此克尔黑洞可以在螺旋阶段之后立即形成。通过匹配准正常模式衰荡的最后一个可靠的阶段的暴跌，我们构建完整的波形近似描述的引力波信号发射的整个过程中的旋进双星的旋转黑洞。
2005-08-16 gr-qc
Post-Newtonian accurate parametric solution to the dynamics of spinning compact binaries in eccentric orbits: The leading order spin-orbit interaction
本文导出了在偏心轨道上运动的自旋紧双星的后牛顿（PN）精确保守动力学解的开普勒型参数化。我们考虑的PN精确动力学由第三类后牛顿精确保守轨道动力学组成，它们受首阶自旋效应的影响，即首阶自旋-轨道相互作用.该表示的轨道要素明确给出的保守轨道能量，角动量和一个数量，表征领先的顺序自旋轨道相互作用在Arnowitt，Deser和Misner型坐标。我们的参数解适用于以下两种不同的情况：（i）双星由质量相等的致密物体组成，具有两个任意自旋，（ii）双星由任意质量的致密物体组成，其中只有一个以任意自旋旋转。作为我们的参数化的一个应用，我们提出了引力波偏振，其振幅被限制在领先的四极阶，适合于描述引力辐射从旋转的紧密双星偏心轨道上移动。目前的参数化将需要建设“随时可用”的参考模板引力波从旋转致密双星在吸气偏心轨道。我们的参数解后牛顿精确的保守动力学的自旋紧密双星清楚地表明，考虑的情况下，在这些系统中没有混乱。最后，我们注意到，我们的参数化提供了第一步，在推导出一个完整的第二后牛顿准确的“定时公式”，这可能是有用的相对论性的双恒星J 0737 -3039的射电观测。
2005-01-05 gr-qc
Accurate inspiral-merger-ringdown gravitational waveforms for non-spinning black-hole binaries including the effect of subdominant modes
本文给出了一个解析波形族，它描述了非自旋黑洞双星的涡卷、合并和衰荡过程中的引力波，包括几种非四极模[（$\ell = 2, m = \pm 1), (\ell = 3, m = \pm 3), (\ell = 4, m = \pm 4)$和$(\ell = 2, m=\pm2)$除外）]的影响.我们首先构建自旋加权球谐模的混合波形匹配的数值相对论模拟（与质量比$1-10$）描述后期inspiral，合并和衰荡的二进制后牛顿/有效的一体波形描述早期inspiral。通过对混合波形的傅里叶变换进行建模，利用微扰计算得到的解析函数，在频域中构造解析波形族。由此产生的高精度，即用型波形是高度忠实（不忠实$\simeq 10^{-4} - 10^{-2}$）的观察GW从非旋转黑洞二进制和非常便宜的生成。
2017-08-11 gr-qc
A quasi-physical family of gravity-wave templates for precessing binaries of spinning compact objects: Application to double-spin precessing binaries
由两个质量相当的旋转致密天体组成的进动双星在绝热螺旋过程中发射的引力波形，在后牛顿近似下进行评估，可以通过将两个自旋之一设置为零而获得的波形相当准确地再现，至少对于地基引力波干涉仪的检测来说。本文提出用这种准物理的单自旋模板族搜索双自旋进动双星发射的信号，发现它对[3，15]Msun × [3，15]Msun中的源质量（m1，m2）的信号匹配性能是令人满意的。对于这个质量范围，使用LIGO-I设计灵敏度，我们估计产生0.97的最小匹配所需的模板数量约为320，000。我们还讨论了单自旋模板族可以用来估计原始双自旋进动双星的参数的精度。
2006-07-26 gr-qc
Actions of spinning compact binaries: Spinning particle in Kerr matched to dynamics at 1.5 post-Newtonian order
本文推导了Kerr时空中旋转测试粒子的规范不变作用量公式，并将其与1.5PN阶双星动力学匹配，建立了连接大质量比极限与有限质量比极限的规范不变字典。
2025-05-23 gr-qc
Spin supplementary conditions for spinning compact binaries
本文研究了自旋轨道相互作用为首阶的致密自旋双星系统的不同自旋补充条件。在两种SSC情况下，可以构造出双星系统的拉格朗日量，但它依赖于加速度。我们改写了Ostrogradsky提出的广义Hamilton形式，计算了每个SSC在引力辐射过程中的守恒量和相对运动的耗散部分.我们给出了SO动力学的轨道根数和观测量，如能量和轨道角动量损失和波形，并讨论了它们与SSC的关系。
2017-03-24 gr-qc
Time-domain inspiral templates for spinning compact binaries in quasi-circular orbits described by their orbital angular momenta
提出了一种计算沿准圆轨道旋转的致密双星的时域引力波（GW）偏振态的方法。我们调用轨道角动量$\vek L$，而不是它的牛顿对应物$\vek L_{\rm N}$来描述的双轨道，而两个自旋矢量是自由指定的惯性系与初始方向的总角动量。我们表明，使用$\vek L$来描述的轨道导致额外的1.5PN阶振幅贡献的两个GW的偏振态相比，基于$\vek L_{\rm N}$的方法，并讨论我们的方法的一些影响。此外，我们提供了一个合理的处方GW相位的基础上，一些理论的考虑，这可能被视为自然的圆形限制GW相位的自旋紧凑型双星在吸气偏心轨道[Gopakumar A和Sch{ä}fer G 2011 { \em物理修订D} { \bf 84} 124007]。
2014-02-07 gr-qc
Dissipation in extreme-mass ratio binaries with a spinning secondary
本文给出了具有自旋次级星系的极端质量比双星的引力波通量平衡定律。这个定律将辐射到零无穷远并穿过事件视界的能量（角动量）通量与克尔时空中一般（非共振）束缚轨道的次级轨道能量（角动量）的局部变化联系起来。作为一个明确的例子，我们计算这些量的自旋对齐的身体周围的史瓦西黑洞的圆形轨道上移动。我们执行此计算分析，通过高阶后牛顿展开，并在两个不同的计量数值。利用这些结果，我们明确证明了我们的新平衡定律成立。
2020-02-25 gr-qc
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。
2010-11-03 gr-qc
Periastron Advance in Spinning Black Hole Binaries: Gravitational Self-Force from Numerical Relativity
利用数值相对论模拟、后牛顿近似和黑洞微扰理论，研究了自旋与轨道角动量成一直线或反一直线的准圆轨道上自旋黑洞双星的广义相对论近星点推进.通过交换物体的标签来施加对称性，我们设计了微扰结果的改进版本，并将其用作对称质量比幂的新型展开的主导项。这使我们能够第一次测量到引力自作用力对非自旋粒子在质量为M、自旋S = -0.5 M^2的克尔黑洞中的近星点推进的影响，直到9 M量级。将我们改进的微扰膨胀的预测与等质量等自旋双星的数值模拟的精确结果进行比较，我们发现在很宽的自旋和轨道间隔范围内有显著的一致性。
2013-11-29 gr-qc
Resurvey of order and chaos in spinning compact binaries
本文主要致力于应用不变的、快速的、李雅普诺夫指示器来澄清以前文献中关于在广义相对论的二阶后牛顿近似下自旋致密双星中混沌的明显矛盾的结果的一些疑问。它示出了一些例子，没有一个单一的物理参数或初始条件可以被描述为负责引起混沌，但所有的参数和初始条件的复杂组合是负责。换句话说，混沌对每个参数或初始条件的依赖性一般不能找到一个普遍的规则。混沌并不仅仅依赖于质量比，最大自旋并不一定带来最强的混沌效应。此外，当初始自旋矢量几乎垂直于轨道平面时，混沌并不总是变得剧烈，并且自旋的对齐本身不能触发混沌。
2010-04-29 gr-qc
Comparison between numerical-relativity and post-Newtonian waveforms from spinning binaries: the orbital hang-up case
我们比较的结果从数值模拟的自旋二进制的“轨道悬挂”的情况下，二进制完成至少9个轨道合并前，与后牛顿的结果使用近似泰勒T1，T4和Et。我们发现，在引力波频率达到$Mω= 0.1$之前的10个周期内，NR和2.5PN结果之间的累积相位差小于3弧度，当使用3.5PN结果时小于2.5弧度。随着黑洞自旋的增加，NR结果和限制PN结果之间的振幅不一致性增加，从等质量情况下的约6%增加到黑洞自旋为$S_i/M_i^2 = 0.85$时的12%。最后，我们的结果表明，合并波形将发挥重要作用，估计自旋从这样的inspiral波形。
2008-11-26 gr-qc
Comment on "Gravity Waves, Chaos, and Spinning Compact Binaries"
在本文中，我认为双黑洞螺旋中的混沌效应不会强烈地影响从这样的系统中探测到引力波。
2001-01-05 astro-ph gr-qc
Self-consistent effective-one-body theory for spinning binaries based on post-Minkowskian approximation
本文将基于后闵可夫斯基近似的无自旋双星自洽有效单体理论推广至自旋黑洞双星，构造了有效旋转度规与改进哈密顿量，求得引力微扰Weyl张量分量的解耦方程与形式解，并给出了辐射反作用力和引力波波形表达式。
2024-09-25 gr-qc
Complete gravitational-waveform amplitude modes for quasi-circular compact binaries to the 3.5PN order
我们完成了非自旋致密双星的引力波形振幅的计算，在准圆形的情况下，第三个半后牛顿（PN）的顺序。这是通过执行振幅的自旋加权球谐分解来完成的。该计算使用后牛顿-多极-后闵可夫斯基形式主义来实现。振幅模式以PN扩展的方式以及适合于EOB模板构建的因子分解形式写入。结合前人的工作，我们在补充材料中给出了3.5PN阶非旋进准圆双星的包含所有非旋进和旋进效应的模的表达式。
2022-11-29 gr-qc
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）。
2014-06-26 gr-qc
The search for spinning black hole binaries in mock LISA data using a genetic algorithm
合并的大质量黑洞双星是LISA波段最强的，也可能是最重要的引力波源。自旋和轨道进动带来了波形的复杂性，并使似然曲面的结构比非自旋情况更丰富。我们引入了一种扩展的多模态遗传算法，它利用信号和检测器响应函数的属性来分析来自第三轮模拟LISA数据挑战（MLDC 3.2）的数据。该方法的性能与现有算法相当，如果不是更好的话。我们已经找到了MLDC 3.2中存在的所有五个源，并以合理的精度恢复了合并时间，啁啾质量，质量比和天空位置。对于黑洞的轨道角动量和两个自旋，我们在参数空间中发现了大量具有相似极大似然值的分离模式。
2010-01-29 gr-qc
Gravitational waves from spinning compact binaries in hyperbolic orbits
双曲轨道上的致密双星是即将到来的和计划中的GW观测站的可能的引力波（GW）源。我们开发了一个有效的处方来计算后牛顿（PN）准确的准备使用GW偏振态的自旋紧双星，影响的主导阶自旋轨道相互作用，在双曲轨道。这是通过调用1.5PN精确的准开普勒参数化的径向扇区的轨道动力学。我们探讨了双曲通过过程中自旋和引力辐射反应对$h_+$和$h_{\times}$的影响。结果表明，这两种偏振态对双曲轨道上自旋紧双星的引力波具有记忆效应。相反，只有交叉偏振态对来自非自旋紧密双星的引力波表现出记忆效应。此外，我们计算1PN准确的振幅校正GW偏振态的双曲非自旋紧密双星在一个完全参数化的方式，并与现有的波形进行初步比较。
2014-12-04 astro-ph.HE gr-qc
Memory effect from spinning unbound binaries
我们提出了一个最近开发的处方，以获得随时可用的引力波（GW）偏振态的双曲轨道上的自旋致密双星。我们包括领先阶自旋轨道相互作用，调用1. 5 PN精确的准开普勒参数化的轨道动力学的径向部分。我们还包括在相互作用过程中对$h_+$和$h_{\times}$的辐射反应效应。在GW信号从自旋二进制有证据的记忆效应，在两个极化，在非自旋的情况下，只有交叉极化表现出非零的振幅在无限的时间。我们还计算了1 PN-准确GW偏振态的非自旋紧密双星在未绑定轨道的完全参数化的方式，并将它们与现有的波形进行比较。
2014-10-24 astro-ph.HE gr-qc
Detecting gravitational waves from precessing binaries of spinning compact objects. II. Search implementation for low-mass binaries
检测模板族（DTFs）的建立，以捕捉真正的重力波形的基本特征，使用一个小的唯象波形参数集。Buonanno，Chen和Vallisneri [Phys. Rev. D 67，104025（2003）]提出了“BCV 2”DTF，用于对来自紧凑恒星天体的进动双星的信号进行计算有效的搜索。在这里，我们测试的BCV 2 DTF的信号匹配性能的非对称的质量比的二进制文件，特别是双黑洞二进制文件的组件质量（m1，m2）：（6~ 12 Msun，1~ 3 Msun），和黑洞中子星二进制文件的组件质量（m1，m2）=（10 Msun，1.4 Msun），我们采取所有的黑洞最大自旋。我们发现一个令人满意的信号匹配性能，拟合因子平均在0.94和0.98之间。我们还范围出的区域的BCV 2参数需要基于模板的搜索，我们评估的模板匹配度量，我们讨论了模板放置策略，我们估计的模板数量需要在LIGO设计的灵敏度搜索。此外，在获得更多的洞察力的自旋-轨道进动的动力学，我们提出了一个修改的BCV 2 DTF的参数化的物理（而不是唯象）参数。我们测试了这个修改后的“BCV 2 P”DTF（10 Msun，1.4Msun）黑洞-中子星系统，发现与BCV 2 DTF相当的信号匹配性能，以及对目标二元量（如啁啾质量和张开角（黑洞自旋和轨道角动量之间的角度））的可靠参数估计能力。
2005-08-16 gr-qc
Spin effects in gravitational radiation backreaction III. Compact binaries with two spinning components
本文分析了偏心轨道上自旋大质量双星系统的长期演化，扩展和推广了我们以前对Lense-Thirring运动和单自旋极限的处理。自旋-轨道和自旋-自旋效应被认为是3/2后牛顿秩序，无论是在运动方程和辐射损失。根据真实异常参数化对轨道的描述提供了一种基于留数定理的偏心轨道上的简单平均技术。描述自旋和轨道角动量相对取向的角变量的演化方程揭示了偏心率的加速效应。相关的动力学和角度变量的耗散演化的形式提出了一个封闭的系统的微分方程。
1998-08-24 gr-qc
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。
2014-07-10 gr-qc
Gravitational field and equations of motion of spinning compact binaries to 2.5 post-Newtonian order
我们推导出自旋轨道耦合效应对引力场的影响以及在广义相对论的2.5后牛顿近似下紧双星的运动方程，自旋效应首次出现的地方超出了一个PN阶。我们的方法是基于Blanchet，Faye，和Ponsot，谁使用后牛顿度量有效的一般（连续）流体和代表点状紧凑的对象与δ函数应力能量张量，正则化发散项采取阿达玛有限的一部分。为了获得后牛顿自旋效应，我们使用了贝利和伊斯雷尔引入的不同的δ函数应力-能量张量。在未来的论文中，我们将使用2.5PN运动方程的自旋机构推导引力波光度和相位演化的双inspirals，这将是有用的，在构建匹配滤波器的信号分析。本文导出的引力场可为双黑洞合并的数值演化提供初始数据。
2000-10-04 gr-qc
Generic bounds on dipolar gravitational radiation from inspiralling compact binaries
除了四极辐射外，各种不同的引力理论还预测了偶极引力辐射。我们表明，引力波（GW）的观测的inspiralling紧凑的双星可以把有趣的约束GW极化的偶极模式的强度。我们提出了一个物理激励的偶极模式的引力波形，在傅立叶域中，在两个参数：一个捕获的偶极模式相对于四极模式（$α$）和其他偶极项的相位（$β$）的相对振幅。然后，我们使用这两个参数的表示，讨论他们的值使用GW测量的典型界限。利用Fisher信息矩阵，得到了AdvancedLIGO（AdvLIGO）和Einstein Telescope（ET）噪声功率谱密度的振幅参数$α$和相位参数$β$的期望界. AdvLIGO和ET最多可以分别将$α$结合到$\sim10^{-2}$的准确度和$\sim10^{-3}$以及$β$结合到$\sim10^{-5}$和$\sim10^{-6}$的准确度。
2012-03-28 gr-qc
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。
2011-06-23 gr-qc
Template banks to search for compact binaries with spinning components in gravitational wave data
来自合并致密双星的引力波是LIGO、Virgo和GEO600等探测器最有前途的来源之一。如果双星的组成部分具有显著的角动量（自旋），就像其中一个组成部分是黑洞一样，自旋引起的双星轨道平面的进动会导致引力波振幅和相位的调制。如果在匹配滤波器搜索中使用的模板不能准确地模拟这些效应，则灵敏度和检测率将降低。我们调查的能力，几个搜索管道检测引力波，从紧凑的双星自旋。我们使用后牛顿近似模型的螺旋相位的信号和构造两个新的模板银行使用的现象学波形的Buonanno，陈和Vallisneri。我们比较这些模板银行的性能，银行使用固定相近似的非旋转后牛顿inspiral波形目前使用的LIGO和处女座在寻找紧凑的二进制聚结。我们发现，在相同的误报率，使用现象学模板的搜索管道是没有更有效的管道使用非旋转模板。我们建议继续使用非旋转固定相模板库，直到与包括旋转效应的模板相关的虚警率可以显著降低。
2009-04-10 gr-qc
Detecting gravitational waves from precessing binaries of spinning compact objects: Adiabatic limit
在准圆轨道上运行的黑洞双星（BH）是第一代地基引力波探测器最有希望的来源之一，其质量为m=5- 20 Msun。到目前为止，数据分析技术的发展，以检测这些来源的GWs主要集中在nonspinning BH。自旋情况下的数据分析问题是复杂的必要性，以模拟岁差引起的调制的GW信号，并通过大量的参数需要表征系统，包括初始方向的自旋，和相对于GW检测器的二进制的位置和方向。在本文中，我们考虑最大自旋黑洞的二进制文件，我们在绝热-inspiral制度中工作，以建立调制检测模板的家庭，（i）是非常少的物理和唯象参数的函数，（ii）模型非常好的动力学和岁差效应对GW信号的影响，平均拟合因子>~ 0.97，但（iii）可能需要增加检测阈值，至少部分抵消了拟合因子的增益。我们的检测模板家庭也是相当有前途的中子星黑洞双星的情况下，平均〜 0.93的拟合因子。对于这些二进制文件，我们还建议（但不测试）进一步的模板家庭，这将产生基本上精确的波形直接写入的物理自旋参数。
2006-07-26 gr-qc
Searching for gravitational waves emitted by binaries with spinning components
本论文研究了探测螺旋双星系统发射的引力波的数据分析问题。对引力波的探测将为宇宙打开一扇新的窗口，使人们能够首次直接探测到双星黑洞等系统。在第一章中，我们展示了如何从爱因斯坦的广义相对论导出引力波，并讨论了吸入双星的引力波发射以及如何使用激光干涉仪检测这种辐射。大约三分之二的恒星存在于双星系统中。当它们围绕彼此运行时，它们将以引力波的形式发射能量和角动量，这将不可避免地导致它们的螺旋式运动和最终的合并。到目前为止，对双星系统内旋过程中发射的引力波的研究主要集中在非自旋系统上。在第2章中，我们详细介绍了第一次专门搜索的双星组成的旋转恒星质量紧凑的对象。我们分析了LIGO探测器第三次科学运行（S3）期间收集的788小时数据，没有探测到引力波，我们对恒星质量双星的合并率设定了上限。恒星质量致密物体进入超大质量黑洞的螺旋将辐射引力波，其频率可由计划中的天基LISA任务检测到。在第3章中，我们描述了一种计算成本低的方法的开发和测试，以检测LISA将敏感的最大声的少数极端质量比螺旋事件。
2010-02-09 gr-qc
Symplectic structure of post-Newtonian Hamiltonian for spinning compact binaries
哈密顿系统的相空间是辛的。然而，在现有的出版物中的后牛顿哈密顿制定的自旋致密双星不具有这种性质，当位置，动量和自旋变量$[X, P, S_1, S_2]$组成其相空间。这为微扰理论在后牛顿公式推导中的应用提供了便利，但也使辛Hamilton系统的经典理论在应用中，特别是在从动力系统理论的角度诊断可积性和不可积性时成为一个严重的障碍。为了更好地理解二元系统的可积性和不可积性的动力学特征，我们构造了一组共轭自旋变量，并重新表示了自旋哈密顿量部分，从而使完整的哈密顿量表述成为辛的.其结果是，它直接显示了与最少的独立隔离积分，保守的哈密顿紧致二元系统的一个自旋和纯轨道部分的任何后牛顿阶通常是可积的，而不是混沌。由两个自旋限制在首阶自旋轨道相互作用和纯轨道部分组成的保守二元系统在所有后牛顿阶也是可积的，与质量比无关。对于所有其他各种旋转的情况，混沌的开始是可能的。
2010-04-26 gr-qc
Evolution of small-mass-ratio binaries with a spinning secondary
我们计算的演化和引力波发射的旋转紧凑的对象吸入一个更大的质量（非旋转）黑洞。我们扩展了我们以前的模型为非自旋二[物理修订版D 93，064024]，包括Mathisson-Papapetrou-Dixon自旋曲率力。对于自旋对齐的二进制文件，我们计算的失相的inspiral和相关的波形相对于模型，不包括自旋曲率的影响。我们发现这种失相可以是正的或负的，这取决于初始分离的二进制。对于自旋和轨道角动量不平行的双星，轨道平面进动，我们使用更一般的密切元素处方来计算吸气。
2017-08-11 astro-ph.HE gr-qc
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。
2018-01-18 gr-qc
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）。
2012-12-19 gr-qc
Observing mergers of non-spinning black-hole binaries
数值相对论领域的进展现在使得计算一般双星系统中双星黑洞合并的最后阶段成为可能。最先进的状态已经远远超出了等质量的情况下，进入不等质量和旋转区域的参数空间。我们提出了一个研究的参数空间的nonspinning部分，主要使用解析波形模型调整到可用的数值数据，重点是观测的影响。我们调查的影响，不同的质量比合并信噪比（SNR）的几个探测器，并比较我们的结果与预期的测试质量限制。我们注意到一个惊人的相似性的波形相位的合并波形在可用的质量比。受此启发，我们计算我们的1：1（等质量）和4：1质量比波形之间的匹配，在合并作为源天空上的位置的函数，使用一种新的形式主义的匹配，占高次谐波。这是中等质量比系统合并的质量比简并量的指标。
2010-04-06 gr-qc
Superposed metric for spinning black hole binaries approaching merger
我们构造了一个近似的度量，表示自旋二进制黑洞（BBH）接近合并的时空。我们建立的度量作为一个分析叠加的两个克尔度量在调和坐标，在那里我们转换每个黑洞长期与时间相关的提升描述一个inspiral轨迹。助推器的速度和轨迹是通过求解后牛顿（PN）运动方程在3.5 PN阶。我们分析了时空标量的新的度规，我们表明，它是一个准确的近似爱因斯坦场方程在真空中的BBH系统的inspiral制度。此外，为了证明我们的方法的有效性，我们测试的背景下，3D广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟吸积迷你磁盘周围的黑洞的度量。我们比较我们的结果与以前经过充分测试的时空建设的基础上的渐近匹配方法。我们的结论是，我们的新时空是非常适合长期的自旋双黑洞的合并方式的GRMHD模拟。
2021-08-11 gr-qc
Multipolar analysis of spinning binaries
本文对自旋黑洞双星合并引力辐射的多极结构进行了初步研究。我们考虑了三种不同的自旋双星构型：（1）一种是“悬挂”运行，其中黑洞具有相等的质量和大的自旋，初始自旋与轨道角动量成一直线;（2）七次“自旋翻转”运行，其中空穴具有质量比q=4，自旋与轨道角动量反对齐，并且对空穴j_1=j_2=j_i的初始克尔参数进行微调，以产生合并后的史瓦西残余;（3）质量比q=M_1/M_2=1，2，4，两个空穴的自旋初始位于轨道平面上，指向相反方向的三次“超反冲”运行。对于所有这些模拟，我们计算多极能量分布和克尔参数的最终孔。对于挂起运行，我们表明，包括领先的顺序自旋轨道和自旋自旋项后牛顿波形的多极分解，提高了与数值模拟的协议。
2008-01-16 gr-qc
Radiation Backreaction in Spinning Binaries
研究了由黑洞和伴星组成的双星系统在辐射反作用下的演化，当伴星的自旋与黑洞的自旋S相比可以忽略时，在极限情形下的演化.对于自旋中的一阶，质量约化粒子的运动（不包括辐射效应）可用三个常数来表征：能量E、角动量的大小L和角动量沿自旋S的投影L_S。该运动是准周期性的，其周期由r_{min}和r_{max}确定。我们引入了一个新的参数化，使一个通用的轨道，特别简单的一段时间的积分。我们给的平均损失的“运动常数”在一个时期的一般轨道，自旋的线性顺序。
1998-01-02 gr-qc
Comparing second-order gravitational self-force and effective-one-body waveforms from inspiralling, quasi-circular black hole binaries with a non-spinning primary and a spinning secondary
本文首次比较了非自旋主黑洞与自旋次黑洞旋近系统的 EOB 与 GSF 波形，通过改进陀螺引力磁函数的规范选择使 EOB 自旋贡献更接近 GSF，并升级了 TEOBResumS-Dalí 模型。
2024-06-06 gr-qc
Periastron advance in spinning black hole binaries: comparing effective-one-body and Numerical Relativity
我们计算的近星点推进使用的有效单体形式主义的双黑洞准圆轨道上移动，并有自旋与轨道角动量共线。我们比较的预测与最近计算的近星点推进精确的数值相对论模拟，并发现显着的协议范围广泛的自旋和质量比。这些结果没有使用有效单体模型的任何数值相对论校准，并且源于有效单体哈密顿量中的两个关键成分：（i）将自旋粒子的两体动力学映射到一个有效自旋粒子的动力学上，（变形）克尔时空，完全对称相对于两体质量和自旋，和（ii）的再膨胀，在测试粒子的限制，所有后牛顿（PN）修正的线性粒子的自旋。事实上，即使只有领先的自旋PN修正被包括在有效的单体自旋哈密顿量，但所有的测试粒子的自旋线性修正的粒子被图解，我们发现非常好的协议与数值结果（在数值误差为等质量的双星和差异最多为1%的质量比更大）。此外，我们专门的极端质量比的限制和推导，使用运动方程的引力骨架的方法，分析表达式的近星点的进步，在克尔时空中的近圆形赤道轨道上的自旋粒子的情况下，双角透镜Thirring进动和自旋进动频率，还包括在自旋二次项。
2013-11-16 gr-qc
An effectual template bank for the detection of gravitational waves from inspiralling compact binaries with generic spins
我们报道了一个三维模板库的建设，从旋转致密天体组成的吸气双星的引力波的搜索。参数空间由两个描述质量参数的维度和一个描述波形中长期（非旋进）自旋效应的“约化自旋”参数组成。模板放置是基于一个有效的随机算法，并利用半解析计算的参数空间中的度量。我们表明，“低质量”（$m_1 + m_2 \lesssim 12\,M_\odot$）的二进制文件，该模板银行实现有效的拟合因子$\sim0.92$ - $0.99$对信号从通用自旋二进制在先进的检测器时代在整个参数空间的兴趣（包括二进制中子星，二进制黑洞，黑洞-中子星二进制）。这为从一般的自旋低质量致密双星中寻找引力波提供了一种强有力的可行方法。假设黑洞[中子星]的自旋幅度均匀分布在0- 0.98 [0 - 0.4]之间，自旋角各向同性分布，与使用非自旋组的搜索相比，使用这种减少自旋组的搜索的平均检测体积（在固定的信噪比阈值下）的预期改进为$\sim20-52\%$。
2014-05-21 gr-qc
Gravitational waves from spinning compact object binaries: New post-Newtonian results
我们报告的最新结果，在后牛顿的框架中的建模的引力波发射的旋转致密物体（黑洞和/或中子星）的二元系统。这些新的结果是在自旋轨道（线性自旋）水平和迭代求解爱因斯坦场方程的调和坐标以及多极后牛顿形式主义。的二进制的动力学处理在下一个到下一个到领先的顺序，对应于3.5后牛顿（PN）的顺序为最大自旋的对象，结果被发现是一致的，与以前获得的约化哈密顿量的ADM方法。在3.5PN阶获得了双星发射的能通量的相应贡献，以及对该通量的次领先的4PN尾贡献，这是波传播中非线性的印记。这些新的术语可以用于为下一代引力波探测器构建更精确的PN模板。我们给出了一个说明性的估计的定量相关的新条款的轨道定相的二进制。
2013-12-19 gr-qc
Gravity Waves, Chaos, and Spinning Compact Binaries
在两体系统的后牛顿展开式中，自旋紧双星被证明是混沌的。混沌的定义是对初始条件的极端对初始条件的敏感性，以及随之而来的无法预测演化结果。因此，自旋对在合并期间将具有不可预测的引力波形。这对未来的重力波观测站提出了挑战，因为它们依赖于数据和理论模板之间的匹配。
2000-05-05 astro-ph chao-dyn gr-qc
Second post-Newtonian radiative evolution of the relative orientations of angular momenta in spinning compact binaries
本文研究了偏心轨道上双星系统的自旋角动量矢量${\bf S}_{\bf 1}, {\bf S}_{\bf 2}$和轨道角动量矢量${\bf L}$的相对取向的辐射演化，直到第二后牛顿阶。作为一个中间的结果，所有伯克-索恩型的瞬时辐射变化的自旋示出平均超过径向周期。证明了自旋-轨道项和自旋-自旋项对辐射角演化方程有贡献，而牛顿项、后牛顿第一项和后牛顿第二项以及首阶尾项对辐射角演化方程无贡献。作为对前面给出的自旋-轨道贡献的补充，计算自旋-自旋贡献并将其分为两体和自相互作用部分。后者提供了对3/2阶Lense-Thirring描述的第二次后牛顿阶修正。
2000-03-09 gr-qc
Spinning Black Binaries in de Sitter space
本文在正宇宙学常数广义相对论中构造同向与反向自旋的稳态旋转黑洞双星，揭示无物质理论的连续非唯一性，并为双星并合提供初始数据。
2024-06-14 gr-qc hep-th
Beyond the Bowen-York extrinsic curvature for spinning black holes
众所周知，Bowen-York初始数据包含假辐射。虽然这种"垃圾“辐射对于圆形轨道上的非旋转黑洞双星来说很小，但当黑洞旋转时，它的大小就会增加。通过对多个克尔黑洞应用穿刺方法可以减少杂散辐射，我们以等质量黑洞双星的迎头碰撞为例进行了论证。
2006-12-02 gr-qc
Gravitational waves from spinning eccentric binaries
本文介绍一个新的计算软件CBwaves，它提供了一个快速而精确的计算工具，用于确定一般自旋双星中子星和/或黑洞在偏心轨道上产生的引力波形。这是在后牛顿（PN）框架内通过整合的运动方程和自旋进动方程，而辐射场是由分析波形的同时评估确定的。在应用CBwaves各种物理上有趣的情况进行了研究。特别地，我们研究了绝热近似的适当性，并证明能量平衡关系确实对所应用的辐射反应项的具体形式不敏感。通过对偏心双星系统的研究，证明了即使它们具有微小的剩余轨道偏心率，圆形模板库在识别双星系统时也是非常无效的。此外，通过研究能量平衡关系的有效性，我们表明，与一般的预期相反，后牛顿近似不应该被应用，一旦后牛顿参数得到超过临界值$\sim 0.08-0.1$。最后，通过研究强偏心双星系统（例如在星系晕中的各种多体相互作用中可能形成的双星系统）发射的引力波的早期相位，我们发现它们具有非常特殊的特征，可以用来识别这类双星系统。
2012-06-29 gr-qc
A physical template family for gravitational waves from precessing binaries of spinning compact objects: Application to single-spin binaries
由旋转致密天体的进动双星发射的引力波（GW）的检测是复杂的，需要大量的参数（如自旋的幅度和初始方向，以及双星相对于检测器的位置和方向）来精确地模拟GW信号的进动诱导调制。在本文中，我们描述了一种快速匹配滤波搜索方案的旋进二进制，我们采用的物理模板家庭提出的Buonanno，陈，和Vallisneri [物理。Rev。D 67，104025（2003）]地基干涉仪。这个系列提供了基本上精确的波形，直接用物理参数写出来，用于具有单个显著自旋的双星，并且观察到的GW信号在绝热螺旋上升阶段发射（对于LIGO-I和VIRGO，这对应于总质量M <15 Msun）。我们展示了如何在所有参数上自动最大化检测统计量（包括双星相对于探测器的位置和方向），除了四个（两个质量、单个自旋的大小以及自旋与轨道角动量之间的张角），因此搜索中使用的模板库仅为四维;该技术也与使用星载探测器LISA从极端质量比的螺旋和超大质量黑洞螺旋中搜索GW有关。利用LIGO-I的设计灵敏度，我们计算了10^（-3）/年的虚警概率所需的探测阈值（~10），以及0.97的最小匹配所需的模板数量（~ 76，000），质量范围（m1，m2）=[7，12]Msun*[1，3]Msun。
2006-07-26 gr-qc
Inspiral-merger-ringdown waveforms of spinning, precessing black-hole binaries in the effective-one-body formalism
我们描述了一个通用的程序来产生自旋，进动波形，包括inspiral，合并和衰荡阶段的有效一体（EOB）的方法。该程序使用的进动框架中，进动引起的振幅和相位调制最小化，和惯性系，与自旋的最后黑洞，在其中我们进行了匹配的吸气暴跌合并振铃波形对齐。作为第一个应用程序，我们建立自旋，进动EOB波形的引力模式l=2，使在nonprecessing限制这些波形同意EOB波形最近校准的数值相对论波形。在不重新校准EOB模型的情况下，我们将EOB和后牛顿进动波形与Caltech-Cornell-CITA合作产生的两个数值相对论波形进行比较。数值波形有35个和65个重力波周期。我们发现EOB和数值相对论的旋进波形和自旋演化有着显著的一致性。合并时的相位差约为0.2 rad，而使用高级LIGO噪声谱密度计算的失配在仅在合并时的时间和相位以及偏振角上最大化时低于2%。
2013-07-23 gr-qc
Search of S3 LIGO data for gravitational wave signals from spinning black hole and neutron star binary inspirals
我们报告的方法和结果的第一次专门搜索的引力波发射过程中的紧密双星与旋转组件机构的inspiral。我们分析了LIGO探测器第三次科学运行（S3）期间收集的788小时数据。我们使用专门设计的检测模板家族来搜索二进制系统，以捕获轨道平面的自旋诱导进动的影响。我们提出的技术细节，使这种搜索自旋调制的引力波，突出这和其他最近的搜索与非自旋组件的二进制文件之间的差异。我们使用的模板库被发现与我们的自旋调制目标波形高度匹配，其质量在不对称范围1.0 Msol < m1 < 3.0 Msol和12.0 Msol < m2 < 20.0 Msol内，这是我们预期双星组件的自旋具有显着影响的地方。我们发现，我们对S3 LIGO数据的搜索对银河系中的双星以及M31和M33中质量在1.0 Msol < m1，m2 < 20.0 Msol范围内的一小部分双星具有良好的灵敏度。在这次搜索中没有发现引力波信号。假设一个质量呈高斯分布的自旋双星系统代表一个典型的中子星-黑洞系统，其m1约为1.35 Msol，m2约为5 Msol，我们计算出这些系统合并速率的90%置信上限为15.9 yr^-1 L_10^-1，其中L_10是太阳蓝光亮度的10^10倍。
2008-06-30 gr-qc
Modeling gravitational recoil from precessing highly-spinning unequal-mass black-hole binaries
我们测量了不等质量黑洞-双星合并的引力反冲，其中较大的黑洞具有自旋a/m^H=0.8，较小的黑洞不自旋。我们选择我们的配置，使得最初，自旋位于轨道平面上。自旋和轨道平面明显进动，我们发现面外反冲（即垂直于合并周围轨道平面的反冲）随η^2 /（1+q）变化，与我们之前基于后牛顿标度的预测一致。
2009-03-18 astro-ph gr-qc
