Post-Merger Jets from Supermassive Black Hole Coalescences as Electromagnetic Counterparts of Gravitational Wave Emission
作为一个强大的引力波源，超大质量黑洞（SMBH）合并可能伴随着一个相对论性喷流，导致可检测到的电磁（EM）辐射。我们模拟了合并后的喷流在合并前由盘风形成的环核环境中的传播，并计算了前激波区的多波长电磁谱。我们表明，非热EM信号SMBH合并是可检测的未来GW设施，如激光干涉仪空间天线（LISA）的检测范围。基于我们的模型的计算预测缓慢衰落的瞬变与时间延迟从几天到几个月后合并，导致GW检测后的EM后续观测的影响。
2021-03-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Decline of the current quadrupole moment during the merger phase of binary black hole coalescence
利用Tendex和Vortex工具，研究了几个$π$对称双黑洞并合的高动力学坍缩和合并相。特别是，我们观察到的电流四极矩的强度下降相比，在合并阶段的质量四极矩，相反的天真的估计，根据这些时刻之间的分离的依赖性的黑洞。我们进一步表明，电流四极矩的这种下降是通过两个单独的自旋的剩余部分与总角动量几乎对齐或反对齐来实现的。我们还推测我们的观察实现电和磁宇称准正规模式之间的一致性的影响。
2014-03-03 gr-qc
Search for gravitational waves from the coalescence of sub-solar mass binaries in the first half of Advanced LIGO and Virgo's third observing run
我们提出了一个搜索的引力波从合并的太阳质量黑洞双星使用的数据从上半年的先进LIGO和处女座的第三次观测运行。观测到太阳质量以下的黑洞合并可能是原始起源的一个迹象;原始黑洞可能有助于暗物质的分布。我们寻找黑洞合并的主要质量是$0.1-7 M_{\odot}$和次级质量是$0.1-1 M_{\odot}$。各种各样的模型预测生产和合并的二进制包含原始黑洞，一些涉及动态组装，这可能会允许剩余偏心率进行观察。对于分量质量$>0.5 M_{\odot}$，我们还搜索偏心轨道中的源，在10 Hz的参考引力波频率下测量，直到$e_{10}\sim 0.3$。我们没有找到令人信服的候选者，并对原始黑洞合并的速率设定了新的上限。0.5-0.5（1.0-1.0）~ $M_{\odot}$来源的合并率为$<7100~(1200)$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$。我们的限制比以前的分析限制多$\sim3-4$倍。最后，我们展示了我们的限制可以用来约束任意模型的原始黑洞质量分布和合并率。
2021-09-04 astro-ph.HE gr-qc
Coalescence Forensics: Weighing the Hosts of Hierarchical Binary Black Hole Mergers
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天文学与天体物理中心）
本文提出一种基于引力波检测的框架，用于推断分层双黑洞并合事件宿主的质量，结果表明宿主可能是重球状星团或核星团。
2026-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Fast, faithful, frequency-domain effective-one-body waveforms for compact binary coalescences
从引力波观测中推断双星中子星的性质需要产生数百万个波形，每个波形在频率范围内跨越大约三个数量级。因此，波形模型必须有效地产生，并在同一时间，是忠实的后牛顿准绝热螺旋合并制度。这个问题的一个简单的解决方案是将有效的一体波形与固定相位近似相结合，以获得从任何低频到合并都有效的频域多极近似。我们表明，在后绝热近似中产生的有效的一体频域波形与当前的唯象模型和代理模型在计算上具有竞争力，（几乎）任意长，并且忠实于任何二进制参数的合并。同样的方法也可以用来有效地产生中等质量的二元黑洞螺旋波形检测天基干涉仪。
2020-11-30 astro-ph.HE gr-qc
Impact of the nuclear symmetry energy on the post-merger phase of a binary neutron star coalescence
核对称能在决定致密、富含中子物质的状态方程中起着关键作用，而这种状态方程决定着地球上核物质以及天体物理学上的中子星的性质。PREX合作组最近对中子皮厚度的测量对核对称能L的斜率产生了新的限制，这可以直接与第一颗双星中子星合并螺旋GW170817的引力波观测结果进行比较。在本文中，我们探索了一种可能限制斜率L的新机制，核对称能量与未来引力波事件：合并后阶段一个双中子星合并。特别是，我们超越的inspiral阶段，在那里的斜率参数L的印记可以推断从测量的潮汐变形性，考虑印记合并后的动力学，引力波发射，和动态质量喷射。为此，我们在完全广义相对论中使用新的有限温度状态方程，系统地改变L，进行了一组目标中子星合并模拟。我们发现，合并后的动力学和引力波发射对核对称能的斜率几乎不敏感。相比之下，我们发现，动态质量喷射包含一个弱的L的印记，与大的L值导致系统增强喷出物。
2021-07-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Extreme Gravity Tests with Gravitational Waves from Compact Binary Coalescences: (I) Inspiral-Merger
LIGO/Virgo合作对紧凑双星的螺旋和合并的观测开创了强场引力研究的新时代。我们回顾了当前和未来对强引力和使用引力波干涉仪的克尔范式的测试，无论是在理论不可知的框架（参数化的后爱因斯坦形式主义）还是在特定的修改引力理论（标量张量、爱因斯坦膨胀子-高斯-博内特、动力学陈-西蒙斯、洛伦兹破坏和额外维度理论）的背景下。在这方面的贡献，我们集中在（i）所携带的信息的inspiral辐射，和（ii）最近的进展，在修改后的引力的数值模拟紧凑的二元合并。
2018-04-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Fast coalescence of massive black hole binaries from mergers of galactic nuclei: implications for low-frequency gravitational-wave astrophysics
我们调查一个纯粹的恒星动力学解决方案的最后秒差距问题。由大合并产生的星系核不是球形的，但显示出一定程度的三轴性。与$N$体模拟，我们表明，大规模的黑洞二进制（MBHB）主办的，他们将不断与恒星的向心轨道，从而螺旋-在远小于哈勃时间-下降到分离时，引力波（GW）的排放是足够强大的驱动他们合并。这种聚结将是未来星载探测器（如{ \it激光干涉仪空间天线}（LISA））的重要GW源。根据我们的研究结果，我们预计LISA将看到$\sim 10$之间的$\sim {\rm few} \times 10^2$这样的事件每年，这取决于特定的MBH种子模型，在最近的星系合并树和MBH共同进化的研究。使用$e \gtrsim 0.001-0.01$，LISA带中的轨道偏心率将与零明显区分开。
2011-02-23 astro-ph.GA gr-qc
Prospects For High Frequency Burst Searches Following Binary Neutron Star Coalescence With Advanced Gravitational Wave Detectors
物态方程在两颗中子星并合的物理过程中起着至关重要的作用。最近的数值模拟与微物理状态方程表明，这种事件的结果取决于质量的中子星。对于质量较小的系统，模拟有利于形成超大质量、准稳定的中子星，其振荡产生短而高频率的引力辐射爆发。它的主频含量与中子星的半径密切相关，它的测量可以用来约束超核状态方程。相比之下，更高质量系统的合并导致迅速的引力坍缩成黑洞。我们已经开发了一种算法，它结合了波形重建的形态独立的搜索与贝叶斯模型选择的引力波瞬态，合并后的情况之间的区别，并准确地测量占主导地位的振荡频率。我们证明了该方法的有效性，使用模拟二进制合并信号的数据从LIGO和处女座的目录，我们讨论了这种分析在先进的地面引力波探测器的前景。从波形考虑在这项工作中，并假设一个最佳取向的源，我们发现，合并后的中子星信号可以检测到$\sim 10\text{--}25$ \，Mpc的这种技术。我们还发现，我们成功地区分合并后的情况与$\sim 95\%$的准确性，并确定幸存的合并后的中子星的主导振荡频率内$\sim 10$，赫兹，平均超过所有检测到的信号。这导致了一个非旋转的1.6“，M $_{\odot}$参考中子星半径估计值的不确定性，其半径为$\sim 100\,$ m.
2014-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Mergers of globular clusters in the Galactic disc: intermediate mass black hole coalescence and implications for gravitational waves detection
提出了一种新的通过银盘中的球状星团碰撞形成中等质量黑洞双星的通道。利用数值模拟，我们表明，IMBHs形成一个紧密的二进制，进入引力波（GWs）的排放占主导地位的制度驱动的恒星相互作用，并最终合并在$\lesssim 0.5$陀螺仪。这些事件对LISA来说是清晰可闻的，并且可能与最后进化阶段的电磁发射有关。在它们的轨道演化过程中，IMBH产生的逃逸恒星与GAIA和LAMOST观测结果相当。
2019-06-13 astro-ph.GA gr-qc
Merger states and final states of black hole coalescences: a numerical-relativity-assisted effective-one-body approach
我们研究在何种程度上的有效单体描述的动力学状态的非旋转，合并的二元黑洞（无论是在合并，或振铃后）同意与数值相对论的结果。这种比较使用的估计综合损失的能量和角动量在振铃，推断从最近的数值相对论数据。我们发现，值，预测的有效单体形式主义，系统的能量和角动量同意在每密耳的水平与他们的数值相对论对应，无论是在合并和在最终状态。这一发现再次证实了有效单体理论即使在强引力场中也能精确描述双黑洞的动力学。我们的工作还提供了预测（和分析拟合）的最终质量和最终自旋的合并黑洞的所有质量比
2013-07-11 gr-qc
Gravitational Waves from Binary Black Hole Mergers Inside of Stars
我们提出了一个受控的数值实验的结果，研究恒星密度气体对双星黑洞（BBHs）合并和由此产生的引力波（GW）的影响。这项调查的动机是提出的恒星核心碎裂的BBH形成的情况和相关的可能性的电磁对应的BBH GW事件。我们采用完全数值相对论和广义相对论流体力学相结合的方法，在具有真实恒星密度的气体中建立了一个$30 + 30 M_\odot$ BBH模型（由GW 150914激发）。我们的研究结果表明，在密度$ρ\gtrsim 10^6 - 10^7 \, \mathrm{g \, cm}^{-3}$的BH和气体之间的动态摩擦改变的聚结动力学和GW的信号在一个明白无误的方式。我们发现，对于GW150914，LIGO观测最终排除了$ρ\gtrsim 10^7 \, \mathrm{g\,cm}^{-3}$恒星气体内部的BBH合并。大质量恒星坍缩核心的典型密度超过这个密度。这排除了形成GW 150914的碎片化情况。
2017-09-19 astro-ph.HE gr-qc
Radioactively Powered Emission from Black Hole-Neutron Star Mergers
探测引力波（GW）源的电磁对应物对于揭示致密双星合并的本质具有重要意义。本文对黑洞-中子星合并过程中的放射性能量辐射进行了三维、多频、含时的辐射转移模拟。根据BH与NS的质量比，BH的自旋和致密物质的状态方程，BH-NS合并可以比NS-NS合并喷射更多的物质。在这种情况下，BH-NS合并喷出物的放射性能量发射可能比NS-NS合并更明亮。我们发现，尽管预计较大的距离BH-NS合并事件，观测到的亮度BH-NS合并可以媲美，甚至高于NS-NS合并。我们发现，当潮汐扰动的BH-NS合并喷出物被限制在一个小的立体角，从BH-NS合并喷出物的排放往往是蓝色的比从NS-NS合并喷出物为一个给定的总光度。由于这一性质，我们可能能够区分BH-NS合并事件从NS-NS合并事件的放射性供电发射的多波段观测。除了GW观测，这种电磁观测可能提供关于致密双星聚结性质的独立信息。
2013-10-10 astro-ph.HE gr-qc
Binary Black Hole Coalescence Phenomenology from Numerical Relativity
该研究为双黑洞并合现象学补充闭合极限近似，结合牛顿/后牛顿、闭合极限与黑洞微扰方法，实现对并合辐射及残余黑洞的合理预测。
2023-12-26 gr-qc
Estimation of the MTOV precision for ET, CE, and NEMO from the post-merger of BNS coalescences
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais（巴西国家空间研究所）；Universidade do Estado do Rio de Janeiro（里约热内卢州立大学）；Universidade Federal do ABC（ABC联邦大学）
研究通过下一代引力波探测器观测BNS并合后的高频率信号，评估MTOV精度，发现CE在特定条件下可实现约0.3-0.8M☉的精度，但需提升探测器灵敏度以获得更高精度。
2026-04-01 gr-qc
Probing string-inspired gravity with the inspiral-merger-ringdown consistency tests of gravitational waves
黑洞之间的极端引力碰撞使我们能够探索引力的基本理论。我们首次将理论不可知论的激励合并振铃一致性检验应用于一个超越广义相对论的例子理论。在这里，我们专注于字符串启发爱因斯坦-爱因斯坦高斯-邦纳引力和修改的引力波形的inspiral，ringdown，和残留的黑洞属性。我们发现，未来的多波段观测使我们能够将理论约束得比当前观测强一个数量级。这里发展的形式主义可以很容易地应用于其他理论。
2020-07-03 astro-ph.HE gr-qc
Imprint of the merger and ring-down on the gravitational wave background from black hole binaries coalescence
利用最近通过数值模拟（BH-BH）并合产生的混合波形，计算了（BH-BH）双星宇宙学布居产生的引力波背景（GWB），其中包括螺旋、合并和衰荡贡献.一个大样本的二进制系统模拟使用人口合成代码SeBa，我们提取基本的统计信息（BH-BH）的物理参数（初级和次级BH质量，轨道分离和偏心率，形成和合并的时间尺度）。然后，我们推导出的二进制的出生和合并率使用的理论宇宙恒星形成的历史，从一个数值研究，再现现有的观测数据在红移$z < 8$。我们评估的inspiral，合并和振铃信号的GWB的贡献，并讨论如何这些取决于参数的合并（BH-BH）系统的数量的严重影响。我们发现，先进的LIGO/处女座有机会检测GWB信号从螺旋相位与$(S/N)=10$只有最乐观的模型，它预测的最高本地合并率为0.85 Mpc $^{-3}$ Myr $^{-1}$。第三代探测器，如ET，可以揭示GWB从螺旋相位预测的任何考虑的模型。此外，ET可以至少对预测$[0.053 - 0.85]$ Mpc $^{-3}$ Myr $^{-1}$之间的局部合并率的模型的演变的合并阶段进行采样，该合并率比从LIGO S5运行\cite{Abadieetal2011}的分析中推断的上限低2倍以上。
2011-11-25 astro-ph.CO gr-qc
Modeling Compact Binary Merger Waveforms Beyond General Relativity
参数化的后爱因斯坦框架修改了螺旋波形模型，以纳入超越广义相对论的影响。我们将现有的模型扩展到合并振铃制度。这里介绍的修改增加了一个单一的自由度，对应于二元聚结时间的变化。其他合并属性仍然预测GR。我们讨论这个模型的参数估计，以及它如何可以用来提取信息超越GR波形。
2022-03-26 astro-ph.HE gr-qc
Slowly Decaying Ringdown of a Rapidly Spinning Black Hole: Probing the No-Hair Theorem by Small Mass-Ratio Mergers with LISA
本文通过计算小质量比并合产生的引力波信号，研究LISA对快速旋转超大质量黑洞铃宕中多个准正规模式的可测量性，证明其有利于探测叠加模式和检验无毛定理。
2023-11-30 astro-ph.HE gr-qc
Binary Neutron Star Mergers
综述了双中子星系统并合的研究现状。我们首先讨论合并双星的形成渠道，我们讨论了最新的理论预测合并率。接下来，我们转向准平衡形式主义，用于研究二进制合并阶段之前，并产生完全动态模拟的初始数据。准平衡近似在发展我们对双星合并物理学的理解方面发挥了关键作用，特别是在轨道不稳定过程中，可以驱动双星在其寿命结束时合并。然后，我们转向动力学模拟中使用的数值技术，包括相对论形式主义，（磁）流体力学，引力波提取技术，和核微观物理处理。其次是迄今为止在该领域进行的模拟总结，包括完全相对论和微观物理详细模拟的最新结果。最后，我们讨论了该领域的可能方向，因为我们过渡到第二代的引力波干涉仪，而超级计算机达到千万亿次前沿。
2012-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Compact object coalescence rate estimation from short gamma-ray burst observations
最近的观测和理论研究表明，短持续时间的伽马射线暴（SGRB）是由两颗中子星或一颗中子星和一个黑洞组成的致密双星系统合并而成的。对具有已知红移的SGRB的观测使天文学家能够推断这些系统在局部宇宙中的合并率。我们使用SWIFT卫星的数据估计该速率在$\sim 500$ -1500 Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$范围内。这一结果与先前发表的通过替代方法获得的结果一致。我们估计了在先进的引力波探测器时代，引力波信号与SGRB的重合观测的数量。通过假设所有SGRB都是由中子星-中子星（中子星-黑洞）合并产生的，我们估计符合观测的预期速率在$\simeq 0.2$到1（$\simeq 1$到3）年$^{-1}$的范围内。
2013-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic outflows in a class of scalar-tensor theories: binary neutron star coalescence
正如我们在以前的工作中所展示的，在某些标量张量理论中，双中子星系统的动力学和引力辐射可能与广义相对论在合并阶段的预期有很大不同。在这项工作中，我们研究这些二进制的电磁对应物的特性-磁层相互作用驱动的合并事件之前-可以提供一个独立的方法来测试重力在最强的动态阶段的二进制合并。我们发现，在这些标量张量理论的双星发射的电磁通量可以显示在特定情况下从GR预测的偏差。这些差异是相当微妙的，因此需要精细的测量来区分GR和本工作中考虑的标量张量理论类型，仅使用电磁观测。然而，如果与引力波探测相结合，电磁测量可能会提供一种方法来增加重力观测确认（或排除）GR的置信度。
2015-04-20 astro-ph.HE gr-qc
Coalescence of binary neutron stars in a scalar-tensor theory of gravity
我们在允许自发标量化的标量张量理论中对合并中的双星中子星进行了数值相对论模拟。我们用真实的状态方程来模拟中子星。我们选择的自由参数的理论考虑到所施加的约束的最新观测的中子星-白矮星双星脉冲星定时。我们发现，即使在这些严格的限制，标量化仍然可以影响的演变的双中子星不仅在后期的inspiral，但也在合并阶段。我们还证实，即使当这两个中子星有相当小的标量电荷在大的分离，他们可以强烈标度动态在最后阶段的inspiral。特别是，我们确定的二元参数标量化发生在后期inspiral或只有在发病后的合并时，一个残余的，超大质量或超大质量的中子星形成。我们还讨论了这些结果如何影响引力波一旦被检测到的物理信息的提取。
2013-10-04 astro-ph.HE gr-qc
Extreme Gravity Tests with Gravitational Waves from Compact Binary Coalescences: (II) Ringdown
LIGO/Virgo探测到的双黑洞合并标志着天文学的分水岭时刻，开启了精确测试克尔动力学的时代。我们回顾了理论和实验上的挑战，必须克服黑洞光谱与现在和未来的引力波探测器。在其他主题中，我们讨论准正规模式激发二进制合并，天体物理事件率，黑洞动力学的测试在修改后的引力理论，参数化的“后克尔”振铃测试，外来紧凑的对象，并提出了数据分析方法，以提高光谱测试克尔动力学叠加多个事件。
2018-04-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Premerger localization of intermediate mass binary black holes with LISA and prospects of joint observations with Athena and LSST
计划中的激光干涉空间天线（LISA）将能够探测质量范围为$\sim 10^{2} \mbox{-} 10^{4}\,M_{\odot}$至红移$z\sim20$的中等质量双星黑洞（IMBBH）的引力波。由于LISA围绕太阳的轨道运动产生的调制效应有助于精确的源合并前定位，这反过来又有助于电磁（EM）跟踪。在这项工作中，我们计算的不确定性，在天空中的位置，光度距离，并作为合并时间的函数合并的时间。对于代表性的质量的IMBBH，我们合成的人口的二进制统一定位和定向的半径为3 Gpc的球体上，并使用Fisher信息矩阵计算投影参数测量的不确定性。我们发现，对于总质量为$10^3\,M_{\odot}$的系统，在合并前一天，天空位置和光度距离的误差分别为$\sim 0.4\,\text{deg}^2$和$\sim 6\%$。聚结时间可以通过不确定性$\lesssim 10$秒（聚结前一天）来预测。我们还发现，对于$10^3\,M_{\odot}$，周围的$40\%$（$100\%$）的人口有一个源的本地化，是小于雅典娜（LSST）的视野合并前一天。这些极其精确的测量可以用来提醒地面GW探测器和EM望远镜有关这些合并的时间和位置。我们还讨论了机制，可能会产生EM发射IMBBH合并和研究其可探测性使用计划的遗产调查的空间和时间（LSST）在光学和雅典娜在X射线波段。电磁瞬态的检测可以为我们提供…
2022-11-18 astro-ph.HE gr-qc
Early Warnings of Binary Neutron Star Coalescence using the SPIIR Search
来自双中子星合并的引力波可以用作警报，以便能够进行及时的后续观测。特别是，捕捉即时电磁和天体粒子排放的时刻，一个二进制合并提出了独特的限制的时间尺度和天空定位在线引力波检测。在这里，我们提出了SPIIR在线检测管道的预期性能，该管道是为即将到来的国际LIGO-Virgo的第四次科学运行（O 4）而设计的。使用模拟高斯数据的两个LIGO天文台与预期的O 4灵敏度，我们证明，有一个不可忽视的机会，提供合并前警告至少10秒之前，最后暴跌。预计这些警报将以每年一颗中子星合并的名义速度发出，并定位在300 $deg^2$的中位数搜索区域内。我们设想这样的检测是非常有用的后续观测站，如Murchison宽场阵列无线电设施在西澳大利亚州的大视野。
2022-02-23 gr-qc
Probing the peak of star formation with the stochastic background of binary black hole mergers
Northwestern University（西北大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文采用贝叶斯模板背景搜索方法，利用模拟数据证明最弱双黑洞并合对随机引力波背景探测和高红移并合红移分布约束有贡献，可探测超出恒星形成峰值及单个可探测源红移范围。
2025-12-08 astro-ph.HE gr-qc
Search for gravitational waves from the coalescence of sub-solar mass and eccentric compact binaries
该研究首次搜索允许轨道偏心率的亚太阳质量致密双星并合引力波，在LIGO数据中未发现显著候选体，并给出了并合率上限，为暗物质贡献提供约束。
2021-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Interpreting Binary Neutron Star Mergers: Describing the Binary Neutron Star Dynamics, Modelling Gravitational Waveforms, and Analyzing Detections
由中子星双星合并而发出的引力波为探索物质和未探索的极端状态下的基础物理打开了一扇新的窗口。为了提取关于中子星内部超核物质和致密双星系统性质的信息，需要可靠的理论处方。本文综述了中子星并合过程中的动力学和引力波信号的一般特征。我们简要介绍了现有的分析和数值方法来调查的高度动态，强场区合并过程中。我们回顾现有的波形近似，并讨论个别波形模型的属性和可能的优点和缺点，以及它们在实际引力波数据分析中的应用。
2020-04-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A fully-coherent all-sky search for gravitational-waves from compact binary coalescences
本文介绍了一种全相干的方法来寻找黑洞和中子星双星合并产生的引力波信号。这将先前开发并用于有针对性的引力波搜索的相干分析扩展到全天、全天搜索。我们将搜索应用于LIGO探测器第五次科学运行期间采集的一个月的数据。我们证明，与巧合搜索相比，灵敏度提高了25%，这与预期相称。最后，我们讨论了在先进的引力波探测器数据中实施和运行对来自双星合并的引力波信号的相干搜索的前景。
2015-09-11 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic simulations of black hole-neutron star coalescence: the jet emerges
在完全广义相对论（GRMHD）下，我们对一个在准圆轨道上经历合并的黑洞-中子星双星系统进行了磁流体动力学模拟。双星质量比为3：1，黑洞初自旋参数$a/m=0.75$（$m$是黑洞Christodoulou质量）与轨道角动量一致，中子星是无旋的$Γ=2$多面体。大约两个轨道合并前（在时间$t=t_B$），我们种子中子星与动态弱内部偶极磁场延伸到恒星外部。在$t=t_B$，外部有一个低密度的大气，等离子体参数$β\equiv P_{\rm gas}/P_{\rm mag}$恒定。从$0.1$到$0.01$，我们发现在$\sim 4000{\rm M} \sim 100(M_{\rm NS}/1.4M_\odot)$ ms [M是总（ADM）质量]开始吸积潮汐破裂碎片后，剩余黑洞两极上方的磁绕组建立了足够的磁场，以发射一个温和的相对论性，准直流出-初期喷流。吸积的持续时间和喷流的寿命为$Δt\sim 0.5(M_{\rm NS}/1.4M_\odot)$ s。我们的模拟提供了GRMHD中的第一个明确的例子，表明黑洞-中子星合并后可以出现喷流。
2015-06-10 astro-ph.HE gr-qc
Electromagnetic Counterparts to Massive Black Hole Mergers
在未来的二十年里，预计将打开大门的电磁（EM）和引力波（GW）的签名与大质量黑洞（MBH）的双星走向合并的第一次重合检测。这些探测将通过将这一不断增长的领域扩展到低频GW区域来启动多信使天体物理学的新时代，并将提供对MBH和星系演化的前所未有的理解。它们还将构成宇宙学的全新探测器，并将使独特的引力测试成为可能。这篇生活评论的目的是通过总结在撰写本文时已知的与MBH合并的EM对应方有关的关键发现、物理过程和想法来介绍这一研究主题。我们审查目前的观测证据密切MBH二进制文件，讨论相关的物理过程和时间尺度，并总结可能的EM对应GW的前体，合并，余辉阶段的MBH合并。我们还描述了开放的问题，并讨论在这个充满活力和快节奏的研究领域的未来前景。
2022-05-13 astro-ph.HE gr-qc
Adaptive Event Horizon Tracking and Critical Phenomena in Binary Black Hole Coalescence
建立了黑洞并合拓扑转变的临界现象。我们描述并验证了计算前沿跟踪事件视界求解器，开发的通用研究的黑洞合并问题。然后，我们将其应用于具有宇宙学常数的极端Maxwell - Einstein黑洞合并的Kastor-Traschen轴对称解析解.这种计算分析的令人惊讶的结果是最小喉道与时间成比例的幂律缩放。连接两个孔的最小喉道在合并开始时的短时间内服从幂律。我们还分析了这种行为。因此，至少在一种轴对称情况下存在临界现象。我们给出了一个更广泛的普遍性类的参数比限制要求的Kastor-Traschen解决方案。
2003-04-30 gr-qc
The coalescence rates of double black holes
本文综述了双黑洞双星的形成和合并速率的研究进展。特别是，我们讨论了黑洞质量的光谱，在本地宇宙的形成方案和引力辐射探测器，如LIGO和处女座的探测率的估计。我们的研究是基于已知的银河系和银河系外恒星质量的黑洞和演化预测的观测特性。我们认为双黑洞是最有希望的引力辐射源。
2011-06-02 astro-ph.HE gr-qc
An Upper Limit on the Coalescence Rate of Double Neutron-Star Binaries in the Galaxy
在评估目前建立的引力波实验的两个中子星（NS）的合并的可探测性的背景下，我们提出了一种获得银河系合并率上限的方法。我们考虑的NS/NS祖细胞就在第二次超新星爆炸之前。通过结合我们对NS形成时轨道动力学的理论理解和经验估计脉冲星出生率的方法，我们得出了每10万年几次合并的上限。这样的银河系速率意味着“增强型”LIGO每年可能探测到几到十次合并。
1999-09-30 astro-ph gr-qc
Long-Term Postmerger Simulations of Binary Neutron Star Coalescence: Formation of Toroidal Remnants and Gravitational Wave Afterglow
据估计，一个显着的比例的双中子星合并事件产生的长寿命的大质量残留物支持的差异旋转和旋转不稳定性。为了研究快速旋转的中子星（NS）合并后的形成和振荡，我们提出了一个探索性的研究完全广义相对论流体动力学模拟使用公共代码爱因斯坦工具包。注意力集中在质量方面的长期合并后的演变。作为简化的测试模型，我们使用一个适度的刚性伽玛=2的理想流体状态方程和未磁化的无旋等质量二进制与三个质量远低于阈值迅速崩溃。我们的高分辨率模拟产生合并后的“振铃”引力波（GW）的信号为170毫秒，持续旋转的大规模NS残留物没有崩溃的黑洞。我们观察到残留物内部的高密度双芯结构逐渐转变为准轴对称的环形结构。它以准周期的方式振荡，并由于引力辐射而缩小尺寸。在GW频谱图中，占主导地位的双峰在整个合并后的模拟中持续存在，并缓慢地漂移到更高的频率。在合并后约100 ms处出现一个新的低频峰，这是由于GW驱动的不稳定振荡模式的增长。网格分辨率的长期影响也使用相同的初始模型进行了研究。此外，我们评论的物理条件，有利于形成的瞬态环形配置，并讨论我们的研究结果对未来的GW观测目标快速旋转NS的影响。
2017-10-05 astro-ph.HE gr-qc
Deep Learning with Quantized Neural Networks for Gravitational Wave Forecasting of Eccentric Compact Binary Coalescence
我们首次将深度学习预测应用于双中子星、中子星-黑洞系统以及偏心率范围e <= 0.9的双黑洞合并。我们训练描述这些天体物理群体的神经网络，然后通过在\texttt{Gravitational Wave Open Science Center}上可用的高级LIGO噪声中注入模拟偏心信号来测试它们的性能，以：1）量化神经网络在二进制分量合并之前识别这些信号的速度; 2）量化神经网络在识别引力波后估计合并时间的准确性;以及3）估计这些事件从早期检测到合并的时间依赖的天空定位。我们的研究结果表明，深度学习可以识别合并前几秒（对于双黑洞）到几十秒（对于双中子星）的偏心信号。我们的神经网络的量化版本实现了模型大小的4倍减少，推理速度提高了2.5倍。这些新的算法可以用来促进时间敏感的多信使天体物理观测致密双星在稠密的恒星环境。
2021-10-17 gr-qc
The Properties of Short gamma-ray burst Jets Triggered by neutron star mergers
最流行的短伽马射线暴（sGRB）模型涉及到双中子星的合并。由于前身星实际上是隐藏在视线之外的，我们必须考虑在什么情况下这样的合并系统能够产生成功的sGRB。合并后不久，风从合并残余物中发射出来。在本文中，我们使用现实的风廓线来自全球合并模拟，以研究sGRB喷流与这些风的相互作用，使用数值模拟。我们分析的条件，这些轴对称风允许相对论射流突破，并产生sGRB。我们发现，只有当它们的半张角低于~20°时，亮度与sGRB中观察到的亮度相当的喷流才是成功的。这种喷流准直机制导致一个简单的物理解释的亮度和开放角度推断sGRB。如果观测到宽而低光度的喷流，它们可能预示着另一种起源途径，例如中子星与黑洞的合并。我们还使用所观察到的sGRB的持续时间来限制风相的寿命，这是由射流爆发所需的时间决定的。在所有情况下，我们发现，推导出的限制反对完全稳定的残余物的二元中子星合并，产生sGRB。
2016-09-15 astro-ph.HE gr-qc
Uncertainty in predicting the stochastic gravitational wave background from compact binary coalescences
University of Zurich（苏黎世大学）；Univ. Savoie Mont Blanc, CNRS, Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules - IN2P3（萨瓦-蒙布朗大学、法国国家科学研究中心、阿讷西粒子物理实验室）
本研究通过综合评估双星并合背景的不确定性，提供了一种全面预测随机引力波背景的方法，以辅助未来探测的解释。
2026-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
Scalar memory from compact binary coalescences
Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；CERN（欧洲核子研究中心）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Eberhard Karls University of Tübingen（蒂宾根大学）；Sofia University “St. Kliment Ohridski”（索菲亚大学）；Bulgarian Academy of Sciences（保加利亚科学院）
研究标量记忆在二体黑洞并合中的作用，通过数值相对论波形展示标量电荷变化对记忆信号的影响，发现其可显著增强引力波预测的偏差。
2026-08-04 gr-qc
Probing Near-Horizon Fluctuations with Black Hole Binary Mergers
吉丁斯的强版本的非暴力非定域性提议预言了黑洞视界附近“强而软”的量子度规波动，试图解决信息悖论。为了研究这一提议的可观测特征，我们数值求解了由这些波动修改的爱因斯坦方程，并分析了两个黑洞螺旋和合并的引力波信号。在这种波动的演化模型中，我们表明，它们会导致观察到的波形显着偏差，即使黑洞仍然很好地分离，并可能被ALIGO观察到。
2018-04-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Measuring gravitational waves from binary black hole coalescences: II. the waves' information and its extraction, with and without templates
讨论了从探测到的双黑洞合并引力波中提取信息的问题，重点讨论了在逐渐螺旋后和环缩前的合并阶段。我们的结果是：（1）如果数值相对论模拟在LIGO/VIRGO探测BBH之前没有产生模板合并波形，则可以对合并波进行带通滤波。对于小于约40个太阳质量的BBH，通过它们的螺旋波检测到，带通滤波信噪比表明，合并波通常应该在初始和先进的LIGO干涉仪的噪声中几乎不可见。(2)我们推导出一个优化的（极大似然）方法，用于从嘈杂的检测器输出中提取最适合的合并波形;一个“垂直投影”这个输出到一个函数空间（指定使用小波），结合了我们的先验知识的波形。该方法的一个扩展允许一个提取BBH的两个独立的波形从几个干涉仪的输出。(3)如果数值相对论产生代码生成合并模板，但运行代码是太昂贵，允许合并参数空间的广泛调查，然后粗略调查这个参数空间，以确定几个关键参数的范围，并探讨我们描述的几个定性问题，将是有用的数据分析的目的。(4)一套完整的模板可以用来测试广义相对论的非线性动力学和测量一些二元参数。我们估计从合并波（约10至60 LIGO/VIRGO，高达200 LISA），估计由于模板数值误差或稀疏的模板网格的信息损失的位数，并推断模板精度和间距的近似要求。
1997-10-30 astro-ph gr-qc
Probing the Delay Time of Supermassive Black Hole Binary Mergers With Gravitational Waves
本研究提出结合未来引力波测量与星系巡天模拟数据，利用分层贝叶斯推断和模型选择方法，推断超大质量黑洞双星合并的延迟时间分布并检验演化模型。
2023-06-28 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
PyCBC Inference: A Python-based parameter estimation toolkit for compact binary coalescence signals
我们在开源PyCBC引力波天文工具包中引入了新的模块，这些模块实现了用于紧凑对象二进制合并的贝叶斯推断。我们审查的贝叶斯推断方法实现和描述的模块的结构。我们表明，PyCBC推理模块产生无偏估计的参数的模拟人口的二进制黑洞合并。我们表明，后验参数分布使用我们的新代码同意与发表的估计，在第一个LIGO-处女座观测运行的二进制黑洞。
2018-07-26 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Physically consistent gravitational waveform for capturing beyond general relativity effects in the compact object merger phase
本文提出一种物理自洽的参数化引力波形，通过微扰修正捕捉致密双星并合阶段超越广义相对论的效应，并验证其能有效刻画非线性区域的偏离。
2025-09-22 gr-qc
Phenomenological template family for black-hole coalescence waveforms
数值相对论的最新进展使我们能够模拟二元黑洞合并问题的非微扰合并阶段。基于这些结果，我们提出了一个唯象的波形，它可以模拟黑洞合并的inspiral，合并和衰荡阶段。我们还构建了一个模板银行使用这个家庭的波形，并讨论其实施中的搜索签名的引力波产生的黑洞合并的地面干涉仪的数据。这个模板库可能使我们能够将目前的螺旋搜索扩展到更高质量的二元黑洞系统，即，这些系统的总质量大于约80个太阳质量，从而扩大了目前这一代地基探测器的探测范围。
2007-07-11 astro-ph gr-qc
Measuring gravitational waves from binary black hole coalescences: I. Signal to noise for inspiral, merger, and ringdown
我们估计预期的信噪比（SNR）从三个阶段（螺旋，合并，衰荡）的合并二进制黑洞（BBH）的初始和先进的地基干涉仪（LIGO/VIRGO）和天基干涉仪（LISA）。LIGO/VIRGO可以在几个到大约2000个太阳质量的质量范围内进行中等信噪比（几十个），中等精度的BBH聚并研究; LISA可以在大约10^5到10^8个太阳质量的质量范围内进行高信噪比（10^4量级）的高精度研究。BBH很可能是LIGO/VIRGO探测到的第一个源：它们的可见距离比合并的中子星双星大得多（初始干涉仪可达500 Mpc）（迄今为止被认为是LIGO/VIRGO的“面包和黄油”主力源，初始干涉仪可看到约30 Mpc）。低质量的BBH（初始LIGO干涉仪最大50个太阳质量;高级干涉仪最大100个太阳质量; LISA最大10^6个太阳质量）最好通过它们被熟知的螺旋波来搜索;更高质量的BBH必须通过它们被知之甚少的合并波和/或它们被熟知的振铃波来搜索。基于衰荡波的大质量BBH匹配滤波搜索应该能够找到质量范围为100至700太阳质量到200 Mpc（初始LIGO干涉仪）的BBH，以及200至3000太阳质量到z=1（先进干涉仪）。所需的模板数量级为6000或更少。使用“噪声监视”搜索算法，在不详细了解波形形状的情况下，基于合并波的搜索可以将检测到的大量BBH的数量增加到从螺旋波和振铃波发现的数量的10倍或更多倍。来自…
1997-11-04 astro-ph gr-qc
Impact of astrophysical binary coalescence timescales on the rate of lensed gravitational wave events
在红移$z\geq 1$处，透镜化的引力波源的预期事件率与合并率成比例，其中透镜化的光学深度很高。通常认为天体物理致密天体的合并速率与恒星形成速率密切相关，恒星形成速率在红移$z\sim 2$附近达到峰值。然而，不确定性的一个主要来源是致密物体形成和合并之间的延迟时间。我们探讨了延迟时间对透镜事件发生率的影响。结果表明，随着延迟时间的增加，引力波源合并率的峰值被推迟到一个较低的红移。这导致可由引力波探测器探测的透镜事件的事件率降低。我们表明，延迟时间约为$10$陀螺仪或更大，透镜事件率可以小于每年一个LIGO/处女座的设计灵敏度。我们还估计了不同延迟时间场景的透镜亚阈值的合并率，发现对于较大的延迟时间，透镜亚阈值事件的数量减少，而对于小延迟时间模型，它们显着更频繁。该分析首次表明，透镜是一个互补的探针，探索不同的形成渠道的二元系统，利用透镜事件率从良好的检测事件和亚阈值事件，这是可测量的使用引力波探测器网络。
2021-07-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Spin-induced dynamical scalarization, de-scalarization and stealthness in scalar-Gauss-Bonnet gravity during black hole coalescence
标量场和高斯-邦纳不变量之间的特殊耦合导致黑洞的自发标量化。在这里，我们继续我们的工作模拟这种现象的背景下，二元黑洞系统。我们考虑一个负耦合的黑洞自旋在标量化过程中起着重要作用。我们发现两个主要现象：（i）动态标量化，其中最初标量化的黑洞形成未标量化的残余物，以及（ii）动态标量化，其中最初未标量化的黑洞的后期合并可以导致标量头发生长。后一种情况的一个重要后果是，由于标量场对引力波形的修改可能只发生在合并后，因为它的存在在整个螺旋过程中是隐藏的。然而，在足够强的耦合下，我们发现标量化可以在残余物形成之前发生。最后，我们讨论了广义相对论引力波检验的观测意义。
2022-05-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Probing $\boldsymbolΛ$CDM-mimicking $\boldsymbol{f(Q)}$ gravity model using gravitational waves from compact binary coalescences
Dibrugarh University（迪布鲁加尔大学）
通过模拟未来第三代引力波探测器对致密双星并合信号的观测，约束一种在宇宙膨胀层面模拟ΛCDM背景的f(Q)引力模型的自由参数，结果表明探测器能在高红移下给出严格约束。
2026-06-16 gr-qc
Compact binary coalescences: gravitational-wave astronomy with ground-based detectors
本文综述了致密双星并合这一最主要引力波源的观测特征与分析方法，并回顾了LIGO、Virgo和KAGRA地面干涉仪网络自2015年以来取得的探测进展。
2024-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Pseudospectrum and binary black hole merger transients
双黑洞合并的合并阶段是一个过渡的初始振荡制度（inspiral）和后期指数阻尼阶段（ringdown）。尽管爱因斯坦方程的非线性特征，合并动力学呈现出令人惊讶的简单行为与有效的线性一致。另一方面，通过事件视界和散射到无穷远的能量损失使得系统非保守。因此，（有效）线性动力学的无穷小生成元是一个非自伴算子。非自伴（一般来说，非正常）运营商驱动的线性动力学瞬态的定性特征捕获的伪谱的时间发生器。我们提出的伪谱作为一个统一的框架线程在一起的阶段的二元黑洞合并，从灵感合并过渡到后期的准正规模式振铃。
2022-06-16 gr-qc math-ph math.MP
Investigating Binary Black Hole Mergers with Principal Component Analysis
尽管最近的进展，在合并的二进制黑洞系统的数值模拟，高度不对称的自旋系统和准确的物理模板的建设仍然具有挑战性和计算昂贵。我们探讨了一个及时和强大的测试信号是否表现出通用功能，可以教育新的模拟证据的可行性。我们形成具有不同物理效应的数值相对论波形的目录，并计算引力波信号属于每个目录的相对概率。我们介绍了一种算法，旨在执行此任务的聚结信号，使用主成分分析的波形目录和贝叶斯模型选择，并证明其有效性。
2014-06-23 gr-qc
