Neutron Star Interior Composition Explorer X-ray Timing of the Radio and Gamma-ray Quiet Pulsars PSR J1412+7922 AND PSR J1849-0001
根据中子星内部成分探测器（NICER）的观测结果，我们对PSR J1412+7922（Calvera）和PSR J1849-0001进行了新的时间和光谱分析，这两个天体在X射线中只被视为双星。我们获得更新和大幅改善的脉冲星历相比，以前的X射线的研究，以及光谱，可以很好地拟合简单的黑体和/或幂律。我们精确的定时测量使LIGO/Virgo能够更深入地搜索其他波长的脉动，并敏感地有针对性地搜索来自这些中子星的连续引力波。使用LIGO的第一次观测运行的灵敏度，我们估计的约束条件，引力波搜索这些恒星将获得其质量变形和r-模式流体振荡的大小。
2019-02-04 astro-ph.HE
Prospects of electromagnetic follow-up of neutron star-black hole mergers in the LIGO-India era
Inter University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学天体物理中心）；Syracuse University（雪城大学）
本研究模拟LIGO-India时代NSBH并合，提出事件特定曝光优化策略，使EM后随观测数翻倍，年探测率最高达4.19，并有助于测量哈勃常数。
2026-09-10 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for detecting and localizing short-duration transient gravitational waves from glitching neutron stars without electromagnetic counterparts
众所周知，中子星的旋转频率会加速，这被称为毛刺。高度磁化的旋转中子星（中子星）经常被射电望远镜（和其他频率）观测到，在那里，毛刺被观察到作为脉冲的不规则到达时间，而这些脉冲在其他情况下是非常规则的。孤立中子星中的一个小故障可以激发基模振荡，从而产生引力波。电磁观测脉冲星（以及脉冲星故障）需要脉冲星的定向，使喷流指向探测器，但这并不是对引力波发射的要求，因为引力波发射是各向同性的，而不是像喷流。因此，引力波观测有可能发现附近的中子星，那里的喷流不指向地球。在这项工作中，我们研究的前景，发现毛刺中子星使用一个通用的全天搜索短持续时间的引力波瞬变。该分析涵盖了从LIGO-Virgo探测器的$1-4$ kHz到几秒信号的高频范围。我们为LIGO-Virgo探测器的第三次观测运行设定了上限，并对即将到来的LIGO、Virgo、KAGRA和LIGO印度的观测运行提出了展望。我们发现，可检测到的毛刺大小将在$10^{-5}$赫兹左右的第五次观测运行的旋转频率和距离的船帆座脉冲星。我们还提出了仅用引力波定位这些源在天空中的方向的前景，这可以促进电磁跟踪。我们发现，对于五个检测器配置，定位能力的$10^{-5}$ Hz的毛刺大小是大约$132\,\mathrm{deg}^{2}$在$1σ$的置信度为$50\%$的事件与船帆座的距离和自旋频率。
2022-11-29 astro-ph.HE gr-qc
Using gravitational waves to distinguish between neutron stars and black holes in compact binary mergers
2017年8月，第一次探测到双星中子星合并，GW 170817，使得利用引力波研究紧凑双星系统中的中子星成为可能。尽管这是迄今为止探测到的最响亮的引力波事件（就信噪比而言），但仅从引力波数据无法明确确定GW 170817是由两颗中子星合并而不是两个黑洞引起的。这种区别主要是由于伴随的电磁对应物。这就提出了一个问题：在什么情况下，在没有电磁信号的情况下，可以单独使用引力波数据来区分不同类型的合并？在这里，我们研究是否可以区分一个中子星-黑洞双合并从一个双黑洞合并使用引力波数据单独。我们建立在早期的结果使用手征有效场论，探索是否从LIGO和处女座，LIGO A+，LIGO旅行者，爱因斯坦望远镜，或宇宙探测器的数据可能导致这样的区别。结果表明，即使计划在近期进行升级，目前的LIGO-Virgo探测器网络也很可能无法区分这些系统。然而，如果事件具有有利的参数，第三代仪器，如宇宙探测器，将能够做出这种区分。这一结果进一步加强了第三代探测器的科学依据。
2023-01-23 astro-ph.HE gr-qc
A Horizon Study for Cosmic Explorer: Science, Observatories, and Community
这个地平线研究描述了下一代地基引力波天文台：宇宙探测器。宇宙探测器的灵敏度是先进LIGO的十倍，它将把引力波天文学推向可观测宇宙的边缘（$z \sim 100$）。这个地平线研究的目标是描述和评估宇宙探索者的设计概念;计划美国在引力波天文学方面的领导地位;并设想宇宙探索者在国际努力中的作用，以建立一个“第三代”（3G）天文台网络，这将使天文学，物理学和宇宙学的发现发生变革。
2021-10-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Search for Eccentric Binary Neutron Star Mergers in the first and second observing runs of Advanced LIGO
我们提出了一个搜索合并的双中子星的引力波，有不可忽略的偏心率，因为他们进入LIGO观测波段。我们使用的是2015年至2017年期间的公共Advanced LIGO数据，其中包含LIGO-Hanford和LIGO-Livingston重合观测时间的$\sim164$天。使用PyCBC工具包使用匹配过滤进行检索。我们发现没有显着的二元中子星候选人超过GW 170817，这是以前报道的搜索双星在圆形轨道。我们把90%的上限$\sim1700$合并$\textrm{Gpc}^{-3} \textrm{Yr}^{-1}$偏心$\lesssim 0.43$在主导模式的引力波频率为10赫兹。没有检测到这些数据是一致的偏心双星中子星合并率的理论预测。使用我们测量的速率，我们估计未来的引力波探测器的敏感体积，并将其与理论速率预测进行比较。我们发现，在没有事先检测的情况下，宇宙探测器6个月的观测所设定的速率限制将限制所有目前合理的偏心双中子星形成模型。
2019-12-19 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for detecting gravitational waves at 5 Hz with ground-based detectors
我们提出了一个升级到先进的LIGO（aLIGO），命名为LIGO-LF，重点是提高灵敏度在5-30 Hz的低频带，我们探索升级的天体物理应用。我们对探测器的技术噪声进行了全面的研究，并表明，随着目前正在开发的技术，如干涉感应地震仪和平衡零差读出，LIGO-LF可以达到量子和热噪声设定的基本限制，低至5 Hz。这些技术也直接适用于下一代探测器。我们继续考虑这一升级的影响的天体物理输出的aligo类探测器。一个LIGO-LF可以探测到红移到z~6的恒星质量黑洞（BH）的合并，并且对2000 M_ \odot以下的中等质量黑洞也很敏感。与aLIGO相比，合并BH的检测率将提高18倍。此外，对于给定的源，啁啾质量和总质量可以比aLIGO好2倍地约束，并且有效自旋比aLIGO好3-5倍。此外，LIGO-LF能够定位合并的双中子星，其不确定性立体角比aLIGO在30 Hz时小10倍，当使用整个信号时小4倍。LIGO-LF还显著提高了探测其他天体物理现象的可能性，包括中子星r模的潮汐激发和引力记忆效应。
2018-04-23 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Prospects about X- and gamma-ray counterparts of gravitational wave signals with INTEGRAL
通过外推第一次LIGO科学运行期间的探测数量，预计在即将到来的LIGO处女座科学运行中，来自二元黑洞合并的引力波信号将达到十分之一。从紧凑的二元合并事件中找到电磁对应物将是一项重大成就。我们评估了INTEGRAL上当前宽视场X射线和伽马射线望远镜找到此类对应物的能力，这要归功于端到端的模拟，用于估计可以跟踪和/或检测的源的比例。
2017-11-08 astro-ph.HE
Electromagnetic Follow-up to Gravitational Wave Events with the UltraViolet EXplorer (UVEX)
本文模拟了UVEX在LIGO-Virgo-KAGRA观测运行中对双中子星合并引力波事件的紫外瞬变天体观测策略，并探讨了在合并率降低情况下的替代方案以最大化科学收益。
2025-05-02 astro-ph.HE
Prospects of observing continuous gravitational waves from known pulsars
过去几次从已知的恒星中寻找引力波的研究都是用激光干涉引力波天文台（LIGO）引力波探测器的科学运行数据进行的。到目前为止，这些都没有导致检测，但引力波振幅的上限已经设定。在这里，我们研究我们的内在能力，检测和估计的引力波振幅为非吸积恒星。使用自旋下降限制的排放作为指导，我们将检查所需的振幅与未来的探测器（先进的LIGO，先进的处女座和爱因斯坦望远镜），观察已知的恒星，假设他们是三轴恒星发射精确的两倍已知的旋转频率。允许的最大振幅取决于恒星的状态方程（例如正常的中子星、夸克星、混合星）和它们可以维持的理论质量四极。我们研究什么范围的四极子，因此状态方程，将是能够检测到这些源一致。对于球状星团的恒星，自旋下降被星团内的加速度所掩盖，我们研究了引力波观测能够设置的自旋下降值。对于所有的类星体，我们也交替地检查它们需要什么样的内部磁场来维持可观测的椭圆率。
2011-07-06 astro-ph.HE gr-qc
Mapping the star formation peak with LIGO A# and Next-Generation detectors
Gravity Exploration Institute, School of Physics and Astronomy, Cardiff University（卡迪夫大学物理与天文学学院重力探索研究所）
通过分析双黑洞并合的红移分布，使用LIGO A#和下一代探测器约束恒星形成率密度的峰值，精度分别达到±0.1和±0.02。
2026-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Observation of eccentric binary black hole mergers with second and third generation gravitational wave detector networks
[摘要]我们介绍了偏心、非旋转、Inspiral-Gaussian-process Merger Approximant（ENIGMA）波形模型的改进版本。我们发现，这个现成的使用模型可以：（一）产生物理上一致的信号时，超过1 M的样本选择的$m_{\{1,\,2\}}\in[5M_{\odot},\,50M_{\odot}]$参数空间，和整个范围的二进制倾角采样;（二）产生波形在0.04秒内从初始引力波频率$f_{\textrm{GW}} =15\,\textrm{Hz}$和采样率为8192 Hz;和（iii）重现准圆形合并的物理。我们利用ENIGMA计算预期的信噪比（SNR）分布的偏心双黑洞合并假设存在的第二代和第三代引力波探测器网络，包括双LIGO探测器，处女座，KAGRA，LIGO-India，LIGO型探测器在澳大利亚，宇宙探测器，和爱因斯坦望远镜。在先进的LIGO型探测器的背景下，我们发现，偏心合并的SNR总是大于准圆形合并的系统与$e_0\leq0.4$在$f_{\textrm{GW}} =10\,\textrm{Hz}$，即使偏心信号的时间跨度只是三分之一的准圆形系统具有相同的总质量和质量比。对于宇宙探测器型探测器网络，我们发现偏心合并有类似的SNR比准圆形系统的$e_0\leq0.3$在$f_{\textrm{GW}} =10\,\textrm{Hz}$。在$f_…
2021-04-13 astro-ph.HE gr-qc
The Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE): Prospects for Spatially-Resolved X-ray Polarimetry of Extended Sources and In-Orbit Calibrations
本论文围绕IXPE任务，研究了在轨定标和暗弱延展源观测两大问题，通过飞行模型测试与蒙特卡洛模拟验证了定标系统功能和背景影响，为空间分辨X射线偏振测量奠定基础。
2023-09-21 astro-ph.HE
Optimisation of the Swift X-ray follow-up of Advanced LIGO and Virgo gravitational wave triggers in 2015--16
物理学中最令人兴奋的近期前景之一是先进的LIGO和Virgo探测器可能发现引力波。为了最大限度地提高探测的可信度和科学回报，识别电磁对应物至关重要。这并不是微不足道的，因为预计这些事件的局部化程度很差，特别是在短期内，误差区域覆盖数百甚至数千平方度。在本文中，我们讨论的前景，找到一个X射线对应的引力波触发与斯威夫特X射线望远镜，使用的假设，触发是由一个双中子星合并，也产生了一个短的伽马射线暴。我们表明，它是有益的GW误差区域内的目标星系，突出了需要基本上完整的星系目录的距离为300 Mpc。我们还表明，附近的轴上短伽玛暴要么是极其罕见的，或系统的亮度低于迄今为止检测到的。我们认为，从一个离轴伽玛射线暴触发GW设施的余辉发射检测的前景，发现的可探测性，和最好的时间来看，强烈依赖于爆发的特性，如环爆密度和我们的视角。
2015-09-22 astro-ph.HE
High Frequency Gravitational Waves from Supermassive Black Holes: Prospects for LIGO-Virgo Detections
通常认为，地面引力波（GW）仪器对超大质量黑洞（SMBH）不敏感，因为GW的特征频率远低于地面探测器的~ 10 - 1000 Hz灵敏度波段。然而，在这里，我们探索SMBH引力波泄漏到更高频率的可能性。特别地，如果高频谱尾渐近于h（f）~ f^{-alpha}，其中alpha<=2，则在固定频率f>>c^3/GM处，谱振幅是质量M的常数或增函数。如果时域波形或其导数表现出不连续性，则会发生这种情况。地面仪器可以搜索这些普遍的光谱尾，以探测或排除这些特征，而不管它们的来源。我们确定了以下过程，可能会产生高频信号：（一）引力轫致辐射的超相对论性物体在附近的SMBH，（二）振铃模式激发的外部过程，具有高频分量或终止突然，（三）引力透镜回波和衍射。特别是对于（iii），SMBHs产生GW回声的星系核中的螺旋恒星质量双星的延迟几分钟到几个小时。如果双星在SMBH后面相对于距SMBH距离r处的视线的~10度（r/100 M）^{-1/2}圆锥内，则透镜化的主信号和GW回波被放大。对于SMBH附近的其余双星，GW回波的幅度平均约为主信号的0.1（r/100 M）^{-1}。
2012-12-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Binary Black Hole Mergers within the LIGO Horizon: Statistical Properties and prospects for detecting Electromagnetic Counterparts
双黑洞是孤立双黑洞演化的终点之一，它们的合并是引力波事件的主要通道。在这里，使用进化代码\textsc{StarTrack}，我们研究了一系列的祖星金属丰度和BH出生踢从孤立的二进制进化的BBH人口的统计特性。本文计算了双星演化过程中质量吸积引起的黑洞初始自旋$a$的质量函数和分布，发现这不是一个有效的黑洞自旋提升过程，对于很低的黑洞初始自旋，最多只能增加$a\sim$ ~0.2--0.3。我们进一步计算合并网站的主机星系内的分布，跟踪后的运动的双星的潜力，一个巨大的螺旋，一个巨大的椭圆形，和矮星系。我们发现，大质量星系中70- 90%的合并和矮星系中40- 60%的合并（范围主要对出生踢敏感）预计发生在它们的宿主内部。在合并地点的数密度分布进一步允许我们估计BBH合并将产生的宽带光度分布，\textit{if}与流出中的动能释放相关，{作为参考，我们假设在\textit{Fermi} GBM对应于GW 150914的推断水平，应理解，来自O 1和O2运行的电流限制将要求在$\lesssim 50^\circ$内的角尺寸的射流内产生这种发射。
2018-04-17 astro-ph.HE
Prospects for measuring off-axis spins of binary black holes with Plus-era gravitational-wave detectors
从双黑洞的引力波特征中推断出它们的质量和自旋性质，揭示了关于这些系统如何形成的重要线索。来自孤立双星演化的BBH预计会优先与它们的轨道角动量对齐，而通过动力学组装形成的双星则没有这种偏好。不久的将来，引力波探测器可以测量离轴自旋的保真度将对BBH形成通道的研究产生影响。在这项工作中，我们研究了高级LIGO Plus（A+）和高级Virgo Plus（AdV+）干涉探测器可以测量对齐和未对齐自旋的程度。我们使用模拟的BBH引力波信号注入合成探测器噪声，比较了在A+/AdV+（“Plus”）灵敏度或先进时代设计（“Design”）灵敏度下运行的LIGO-Virgo网络之间的自旋分辨率。的信号分布在可能的BBH系统的质量自旋参数空间，占进动和高阶模式的影响。我们发现，加升级产生显着的改善自旋估计不平等的质量和中等或大自旋的系统。使用模拟信号建模后，不同类型的层次BBH合并，我们还得出结论，加检测器网络将产生显着改善的自旋估计为1G+2G二进制相比，设计网络。
2022-03-23 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for joint observations of gravitational waves and gamma rays from merging neutron star binaries
事件GW 150914和GW 151226的发现，都与双黑洞系统（BBH）的合并一致，开启了引力波（GW）天文学的时代。除了BBH外，最有希望的GW源是由两颗中子星或一颗中子星和一个黑洞形成的双星系统的合并。这些合并被认为与短伽马射线暴（GRB）有关，因此GW和电磁（EM）信号的联合观测可以明确地探测这种关联。我们提出了一个详细的研究联合GW和高能量EM观测的中子星与先进的室女座和LIGO和\emph{Fermi}伽马射线望远镜的合并的二元系统的期望。在这个范围内，我们设计了一个专用的蒙特卡洛模拟管道的多信使发射和检测GW和伽马射线仪器，考虑到GW探测器灵敏度的演变。我们表明，在Advanced Virgo和Advanced LIGO 2016-2017运行期间，联合检测的预期速率较低;然而，随着干涉仪接近其最终设计灵敏度，该速率将增加$\sim$十倍。未来的联合观测将有助于限制短伽玛暴与双星系统之间的关联，并解决GWs的祖先之谜。联合检测率与本文预测的比较将有助于限制伽玛暴喷流的几何形状。
2016-11-27 astro-ph.HE gr-qc
Do LIGO/Virgo black hole mergers produce AGN flares? The case of GW190521 and prospects for reaching a confident association
最近关于引力波（GW）双星黑洞（BBH）合并GW 190521与活动星系核（AGN）J124942.3+344929中的耀斑的关联的报道引起了极大的兴奋。然而，GW 190521是迄今为止检测到的所有GW事件中定位量最大的事件之一。90%的定域体积可能包含比$g \leq 20.5$ AB等亮的$7,400$未遮蔽活动星系核，它导致活动星系核耀斑与GW事件一致的概率为$\gtrsim 70\%$。我们提出了一个贝叶斯形式主义，通过分析一个人口的BBH事件与专门的后续观察，以估计AGN协会的信心。根据活动星系核引起的BBH的比例，需要对$\mathcal{O}(1)-\mathcal{O}(100)$ GW事件进行相应的搜索以建立可信的关联，而对于没有后续的搜索（即仅使用活动星系核和GW事件的位置），则需要多一个数量级以上。在下一次LIGO/Virgo/KAGRA观测运行（O 4）期间，只要BBH引起活动星系核耀斑的分数的真实值是$>0.1$，那么BBH事件的顶级$\sim 5\%$（基于体积定位和二进制质量）与总静止框架质量$\ge 50~M_\odot$的后续活动有望建立可信的关联。我们的形式主义，使我们能够共同推断宇宙学参数的BBH事件，包括机会符合耀斑的样本。在活动星系核关联的可信度确定之前，必须考虑偶然巧合的概率，以避免对天体物理和宇宙学的约束产生偏差。
2021-03-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Multiband Observation of LIGO/Virgo Binary Black Hole Mergers in the Gravitational-wave Transient Catalog GWTC-1
先进的LIGO和Virgo探测器开启了研究宇宙中黑洞（BH）的新时代。一群恒星质量的双星BH（BBH）被发现比以前预期的要重。这些重型BBH为我们提供了一个机会，实现多波段观测与地基和天基引力波（GW）探测器。在这项工作中，我们使用的BBH发现的LIGO/Virgo合作作为不容置疑的例子，并详细研究了在不久的将来与GW探测器的多波段观测的前景。我们将Fisher矩阵应用于旋转，非旋进的吸气合并振铃波形，同时充分考虑天基GW探测器的运动。我们的分析表明，探测器的分赫兹灵敏度有望记录恒星质量的BBH信号具有非常大的信噪比，并提供准确的参数估计，包括天空的位置和时间合并。此外，多个探测器的组合将实现对BBH性质的前所未有的测量。作为一个明确的例子，我们提出了多波段的敏感性，一般偶极辐射的黑洞，这是非常重要的等效原理的基础上的引力，特别是那些理论预测曲率诱导标量化的黑洞。
2020-05-27 astro-ph.HE gr-qc
Observational prospects of double neutrons star mergers and their multi-messenger afterglows: LIGO discovery power, event rates and diversity
本研究量化LIGO H1L1同步高质量观测占空比及其对双中子星并合多信使事件率和发现能力的影响，提出时间对称分析可将O4-5收益提升至O(10^5)倍。
2023-08-14 astro-ph.HE
Search for eccentric NSBH and BNS mergers in the third observing run of Advanced LIGO and Virgo
本研究利用先进LIGO和Virgo第三次观测运行数据搜寻偏心NSBH和BNS并合，未发现显著候选体并约束了不同天体环境下的局域并合率，同时预测了下一代观测台网络探测偏心双星、厘清中子星双星形成历史的能力。
2025-05-19 astro-ph.HE gr-qc
Future prospects for ground-based gravitational wave detectors $-$ The Galactic double neutron star merger rate revisited
利用哈勃时间内观测到的8个双中子星（DNS）系统合并的样本，给出了DNS双星的合并率。这个样本包括最近发现的，高度相对论性的DNS系统J1757 $-$ 1854和J1946+2052，大约是三倍的样本大小在以前的估计银河系合并率由金等人。使用这个样本，我们计算的DNS系统在银河系的垂直尺度高度为$z_0 = 0.4 \pm 0.1$千秒差距。我们计算了银河系DNS合并率为$\mathcal{R}_{\rm MW} = 42^{+30}_{-14}$ Myr $^{-1}$在90%的置信水平。Advanced LIGO对应的DNS合并检测率为$\mathcal{R}_{\rm LIGO} = 0.18^{+0.13}_{-0.06} \times \left( D_{\rm r}/100 \ \rm Mpc \right)^3 \rm yr^{-1}$，其中$D_{\rm r}$为范围距离。使用这个合并检测率和预测的120 $-$ 170 Mpc的LIGO（激光干涉仪引力波天文台，Abbott等人）第三次观测运行的距离，我们预测，考虑到90%的置信区间，LIGO $-$ Virgo将检测到零到两个DNS合并之间的任何地方。我们探讨的合并率的基础脉冲星人口属性的影响，并比较我们的合并检测率估计使用不同的形成和演化的DNS系统的情况。正如我们所证明的，调和率是敏感的DNS人口的假设，包…
2019-02-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Searching for continuous gravitational waves from slowly spinning neutron stars with DECIGO, Big Bang Observer, Einstein Telescope and Cosmic Explorer
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））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
该研究针对慢转强磁化中子星与周期突变脉冲星，评估下一代地面及空间引力波探测器在20Hz以下的连续波探测潜力，通过灵敏度估算验证了相关源的可探测性与科学价值。
2025-05-09 astro-ph.HE gr-qc
The Swift short gamma-ray burst rate density: prospects for detecting binary neutron star mergers by aLIGO
目前，只有30%的短伽马射线暴（SGRB）具有准确的红移，并且该样本由于{ \it Swift}检测SGRB的有限灵敏度而高度偏差。我们占主导地位的偏见来计算一个现实的SGRB率密度出$z = 0.5$使用{ \it Swift}样本的峰值通量，红移，和那些SGRB的光束角约束从X射线/光学观测。假设一个显着的比例的二进制中子星合并产生SGRB，我们计算的检测率下限和上限（1-180）每一年的一个先进的LIGO和处女座符合搜索。我们的检测率与使用银河系脉冲星观测和种群合成的外推是兼容的。
2012-06-22 astro-ph.HE gr-qc
Polarization-based Tests of Gravity with the Stochastic Gravitational-Wave Background
利用先进的LIGO和先进的Virgo直接观测引力波，为在强场、高度动态的状态下检验广义相对论提供了新的机会。其中一个机会就是测量引力波的偏振。虽然广义相对论只预言了两种张量引力波偏振，但广义度规引力理论允许多达四种额外的矢量和标量模式。对这些交替极化的探测将明显违反广义相对论。最近，LIGO-Virgo对双星黑洞合并GW 170814的探测首次直接限制了引力波的偏振。然而，目前这一代地面探测器在灵敏地确定瞬态引力波信号的偏振内容方面能力有限。相比之下，随机引力波背景的观测提供了一种直接测量一般引力波偏振的方法。随机背景是由许多单独不可分辨的引力波信号叠加而产生的，可以通过高级LIGO在设计灵敏度下检测到。在本文中，我们提出了一种贝叶斯方法来检测和表征的极化随机背景。我们探索的前景估计参数的背景，并量化的限制，先进的LIGO可以放置在矢量和标量偏振在没有检测。最后，我们研究如何引进新的地面探测器，如先进的处女座援助我们的能力，以检测或约束替代偏振的随机背景。我们发现，虽然先进处女座的加入并没有显着提高检测前景，它可能会显着提高我们的能力，估计混合偏振背景的参数。
2017-10-18 astro-ph.HE gr-qc
Directed searches for gravitational waves from ultralight bosons
引力波探测器可以搜寻尚未发现的超轻玻色子，包括那些被用来解决粒子物理学、高能理论和宇宙学问题的玻色子。地面仪器可以探测$10^{-15}$ eV到$10^{-11}$ eV之间的玻色子质量，这在很大程度上是其他实验无法达到的。本文探讨了寻找已知黑洞周围玻色子云产生的连续引力波的前景。我们仔细研究了预测的波形，并使用最新的数值结果来模拟不同黑洞和玻色子参数的信号。然后，我们证明了一个特定的方法（隐马尔可夫模型跟踪），有效地搜索这样的信号，即使当源参数不完全知道，并允许在理论预测的一些不确定性的适用性。我们实证研究这种方法的灵敏度和计算成本的背景下，玻色子信号，发现这将是可能的目标残留物从紧凑的二进制合并本地化至少有三个工具。对于来自标量云的信号，我们还计算了未来探测器（高级LIGO，LIGO旅行者，宇宙探测器和爱因斯坦望远镜）的探测范围。在其他结果中，我们发现，经过一年的观察，先进的LIGO探测器在设计灵敏度可以检测到这些源高达100 Mpc以上，而宇宙探测器可以达到超过$10^4$ Mpc。这些预测提供了一个更完整的图片比以前的估计的基础上分析近似的信号功率或理想化的搜索策略。最后，我们讨论了具体的影响，后续的紧凑的二元合并和黑洞的x射线双星。在此过程中，我们回顾了黑洞周围玻色子的基本物理，希望在理论和数据分析文献之间提供一个桥梁。
2019-05-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Characterizing Gravitational Wave Detector Networks: From A$^\sharp$ to Cosmic Explorer
本文分析了A#级LIGO探测器与宇宙探索者、爱因斯坦望远镜等新一代引力波观测台不同组网方案的科学能力，明确了各配置在定位、多信使天文及高红移源探测等方面的性能差异。
2024-02-02 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic Explorer: A Submission to the NSF MPSAC ngGW Subcommittee
本白皮书介绍下一代引力波天文台 Cosmic Explorer，其灵敏度比 LIGO 高出一个数量级，将推动天文学、物理学和宇宙学领域的革命性发现。
2023-06-23 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
The enigmatic spin evolution of PSR J0537-6910: r-modes, gravitational waves and the case for continued timing
我们讨论了年轻的X射线脉冲星PSR J 0537 -6910的独特的自旋演化，在这个系统中，每隔几个月就会出现一次小故障，从而中断正常的自旋下降。利用罗西X射线计时探测器（RXTE，1999-2011年）的完整计时数据，我们认为，故障间行为的趋势表明有效制动指数接近$n=7$，远大于预期。这个值很有趣，因为它符合中子星由于不稳定r模的引力波而向下旋转的情况。我们将讨论在何种程度上，这是不可否认的推测，情况可能是一致的，如果相关的引力波信号将在地面探测器的范围内。我们的估计表明，人们确实可以使用未来的观测来验证这一想法。进一步的精确定时将有助于提高可实现的灵敏度，我们主张中子星内部成分探测器（NICER）和LIGO-Virgo网络之间的联合观测活动。
2017-11-15 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from Sco X-1: A comparison of search methods and prospects for detection with advanced detectors
低质量X射线双星天蝎座X-1（Sco X-1）可能是LIGO和Virgo等干涉仪最明亮的连续引力波辐射源。对于低质量的X射线双星，这种辐射将通过其双星伴星的物质的主动吸积来维持。随着先进探测器时代的快速到来，我们正在开发一系列强大的工具，以最大限度地发挥Sco X-1的科学和探测潜力。我们描述了一个项目的计划和进展，旨在比较目前可用的众多独立的搜索算法。我们采用了模拟数据的挑战，在其中的搜索管道进行测试，其相对proficiency参数估计，计算效率，鲁棒性，最重要的是，搜索灵敏度。模拟数据挑战数据包含50个Scorpius X-1（Sco X-1）型信号的集合，在50-1500 Hz的频带内模拟。假设Advanced LIGO和Advanced VIRGO的预期最佳应变灵敏度（$4 \times 10^{-24}$ Hz $^{-1/2}$），生成模拟探测器噪声。然后选择信号幅度的分布，以便对搜索方法进行有用的比较。在$6.8 \times 10^{-26}$应变下，应变中的因子2将最安静的检测信号与300 Hz旋转频率下的扭矩平衡极限分开，尽管该极限的范围可以从$1.2 \times 10^{-25}$（25 Hz）到$2.2 \times 10^{-26}$（750 Hz），这取决于Sco X-1的未知频率。随着未来对搜索算法的改进和使用先进的探测器数据，我们对探测低于理论扭…
2015-04-22 astro-ph.HE gr-qc
Continuous gravitational waves from neutron stars: current status and prospects
引力波天文学使我们能够研究在电磁波中看不见的物体和事件。验证宇宙中最神秘、最极端的物质：中子星的理论和模型至关重要。除了中子星的吸入和合并之外，目前有一些提出的机制可以触发来自中子星的持久引力辐射的辐射，例如，弹性和/或磁驱动变形：由弹性应变或磁场支撑的恒星表面上的山，自由进动，或不稳定的振荡模式（例如，R模式）。本文综述了连续引力波搜索的天体物理学动机、当前LIGO和Virgo的数据分析策略和展望。
2019-11-05 astro-ph.HE
Testing the multipole structure of compact binaries using gravitational wave observations
我们提出了一种新的方法来测试的一致性的多极矩的紧凑的二元系统与广义相对论（GR）的预测。一个紧凑的二进制系统，已知的对称和无迹张量的多极矩，用于计算后牛顿（PN）形式主义内的紧凑的二进制的引力波形。对于nonspinning致密双星，我们推导出的引力波定相公式，在频域中，参数化每个PN阶项的多极矩，有助于该命令。使用GW观测，这个{ \it{parametrized multipolar phasing} }将允许我们导出对GR多极结构的可能偏离的界限，从而约束其他引力理论的参数空间。我们计算了第二代地基探测器，如先进的激光干涉引力波天文台（LIGO），第三代探测器，如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器，以及天基探测器激光干涉空间天线（LISA）将能够测量这些多极参数的预测精度。我们发现，虽然先进的LIGO可以测量前两个或三个多极系数具有良好的精度，宇宙探测器和爱因斯坦望远镜可能能够测量的前四个多极系数进入定相公式。在计划的天基LISA任务频带内，质量比为几十的中间质量比螺旋应该能够测量3.5PN定相公式中出现的所有七个多极系数。我们的发现突出了这类源探测强场重力制度的重要性。这项实验将有助于对爱因斯坦广义相对论多极结构的首次探索。
2019-01-15 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for the observation of continuous gravitational waves from spinning neutron stars lensed by the galactic supermassive black hole
研究了在星系超大质量黑洞引力透镜作用下探测来自自旋中子星的连续引力波的前景。假设各种天体物理动机的星系NS的空间分布，我们发现CGW信号从几个（$\sim 0-6$）中子星应强烈透镜。透镜将产生两个信号副本（延迟时间为几秒到几分钟），它们将相互干扰。NS相对于透镜光轴的相对运动将改变干涉图案，这将帮助我们识别透镜信号。考虑到透镜信号的放大率和时间延迟，我们研究了地基探测器对透镜信号的探测能力。根据已知的恒星模型对NS的自旋分布进行建模，并假设$ε= 10^{-7}$的椭圆率，LIGO和Virgo在涉及$\mathcal{O}(10^{12})$模板的现实搜索中不太可能检测到透镜CGW。然而，第三代检测器具有检测至少一个透镜CGW信号的$\sim 2-51\%$概率。对于$ε= 10^{-8}$的椭圆率，检测概率降低到$\sim 0-18 \, \% $。虽然罕见，但这样的观测将使对超大质量黑洞及其环境的有趣探测成为可能。
2023-01-04 astro-ph.HE gr-qc
Fermi-LAT observations of the LIGO/Virgo event GW170817
利用费米大天区望远镜（LAT）观测了中子星合并事件GW 170817及其伴随的短伽马射线暴GRB 170817 A。LAT在LIGO/Virgo触发（$t_{\rm GW}$）时进入南大西洋异常，因此无法限制与二元合并时刻相关的高能（E $>$ 100 MeV）发射的存在。相反，我们专注于在更长的时间尺度上限制高能发射。在LIGO/Virgo探测之后的几分钟、几小时或几天的时间尺度上，LAT都没有探测到候选的电磁对应物。得到的通量上限（在95\% C.L.\/）在0.1--1 GeV范围内，涵盖从T0 + 1153 s到T0 + 2027 s的周期，LAT的能量为$4.5\times$ 10 $^{-10}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$。在GRB 1，170817 A的距离上，这个通量上限对应于9.7 $\times10^{43}$ erg s $^{-1}$的亮度上限，这比唯一一个具有已知红移的LAT SGRB GRB 1，090510的亮度低5个数量级。我们还讨论了在GW 170817/GRB\，170817 A背景下LAT探测未来来自Advanced LIGO/Virgo的引力波事件的电磁对应物的前景。
2017-10-16 astro-ph.HE
On the moment of inertia of PSR J0737-3039 A from LIGO/Virgo and NICER
我们利用LIGO/Virgo（GW 170817和GW 190425）的引力波数据和中子星内部成分探测器（PSR J 0030 +0415和PSR J 0740 +6620）的质量半径测量值，结合脉冲星内核可能的相变，对中子星的转动惯量进行贝叶斯分析。我们发现双脉冲双星J 0737 -3039中脉冲星A的转动惯量为$\sim1.30\times10^{45}\,{\rm g\,cm^2}$，它与所采用的强子状态方程关系不大。我们还演示了如何的转动惯量测量将提高我们的知识的状态方程和中子星的质量-半径关系，并讨论是否夸克解除禁闭相变是由现有的数据和即将到来的数据，可以与此假设相一致的支持。我们发现，如果脉冲星A是一个夸克星，它的转动惯量是一个大的$\sim1.55\times10^{45}\,{\rm g\,cm^2}$值建议区分它与（混合）中子星与PSR J 0737 - 3039 A转动惯量的测量的可能性。最后，我们证明了惯性矩的紧致性的普遍关系，并提供了分析适合（混合）中子星和夸克星的结果基于我们的分析。
2022-07-27 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Pre-merger localization of compact-binary mergers with third generation observatories
我们提出了合并前的检测和定位的双中子星合并与第三代引力波天文台的前景。我们考虑了各种各样的引力波网络，这些网络可能在2030年及以后运行;这些网络包括两个宇宙探测器站点，爱因斯坦望远镜，以及现有的第二代地基探测器的持续观测。对于一个基准的本地合并率为300 Gpc $^{-3}$年$^{-1}$，我们发现，爱因斯坦望远镜本身是能够检测到6和2源每年在5和30分钟前合并，分别，同时提供本地化的$<10~\textrm{deg}^2$。一个单独的宇宙探测器可以探测到，但不能靠自己定位源。然而，一个双探测器的宇宙探测器网络，使用同样的标准，每年将探测到22和0.4次合并。一个完整的三探测器网络，加上双宇宙探测器和爱因斯坦望远镜的运行，将允许每年在合并前5分钟对$\sim7$源进行$<1~\textrm{deg}^2$源定位。由于定位和探测能力的急剧增加，第三代天文台将能够通过包括伽马射线、X射线和光学望远镜在内的广泛的天文台定期观测合并的即时发射。此外，合并前几分钟的次度局部化，加上窄视场高能望远镜，可能会强烈限制过去十年提出的高能合并前发射模型。
2021-08-17 astro-ph.HE gr-qc
Torsional oscillations of crystalline color-superconducting hybrid stars: Possible sources for Advanced LIGO?
在致密恒星内部，非受限的夸克物质可能以结晶色超导相存在。在广义相对论中，我们研究了具有晶态色超导夸克物质核的致密星的扭转振荡。根据晶体核心的大小和间隙参数$Δ$的值，我们发现，扭转振荡模式的频率范围可以从几百赫兹到几千赫兹为我们的典型的$1.4 M_\odot$紧凑型恒星模型。我们还研究了在脉冲星毛刺事件中探测这些模式发出的引力波信号的前景。假设船帆座故障释放的能量中至少有$10\%$可以被引导到振荡模式，我们发现爱因斯坦望远镜应该能够在相当一般的情况下检测到这些信号。此外，如果晶体核心的大小与恒星半径相当，并且间隙参数在$Δ\sim 5$ MeV下相对较小，则Advanced LIGO的信噪比可以达到$\sim$ 10。我们乐观的结果表明，当第二代引力波探测器在未来几年上线时，我们可能已经能够探测晶体色超导夸克物质的性质。
2014-01-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Prospects for Neutron Star Parameter Estimation using Gravitational Waves from f-modes Associated with Magnetar Flares
本文提出了一个引力波搜索框架，利用唯象和解析模型，在多种搜索场景下测量或直接限制与磁星耀斑相关的f-模式所反映的磁星天体物理性质。
2023-10-23 astro-ph.HE
Prospects for distinguishing dynamical tides in inspiralling binary neutron stars with third generation gravitational-wave detectors
双中子星合并的引力波观测中的潮汐效应有可能探测超致密物质，并揭示中子星未知核物质状态方程。潮汐效应在吸入中子星二进制成为相关的GW频率几百赫兹，并要求探测器与精致的高频灵敏度。第三代GW探测器，如爱因斯坦望远镜或宇宙探测器，将在这种高频区域特别敏感，使我们能够探测绝热近似之外的中子星潮汐。在这里，我们评估是否可以从一个中子星内旋测量动力潮汐。我们发现动力学潮汐的可测性强烈地依赖于中子星的质量和状态方程。对于10，000个螺旋状双中子星的半现实人口，我们保守地估计，平均$\mathcal{O}(50)$双星将有可测量的动力学潮汐。由于动力潮汐的特点不仅是由恒星的潮汐变形，但也由其基本（$f$ -）模式频率，他们提出了一种可能性，探测高阶潮汐效应和测试的一致性与准普遍的关系。对于第三代探测器网络中的GW 170817类信号，我们发现恒星的$f$模式频率可以测量到几百Hz以内。
2022-06-28 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for Neutron Star Equation of State Constraints using "Recycled" Millisecond Pulsars
旋转动力的“回收”毫秒双星是一种快速旋转的中子星，由于磁极帽的加热表面，它们通常会显示出热X射线辐射。详细的数值模拟的旋转引起的热X射线脉动观察到的回收毫秒中子星，包括所有相关的相对论和恒星大气的影响，已被确定为一个有前途的方法对天体物理确定真正的中子星质量半径的关系，并通过扩展的冷物质的状态密度超过原子核。本文综述了从毫秒级中子星的脉冲X射线辐射中提取中子星结构信息的基本模型和方法。我还总结了过去的X射线观测这些对象和精确的中子星质量半径测量的前景与即将到来的中子星内部成分探测器（NICER）的X射线定时任务的结果。
2015-10-21 astro-ph.HE
Prospects for Direct Detection of Black Hole Formation in Neutron Star Mergers with Next-Generation Gravitational-Wave Detectors
本文通过190个数值相对论模拟研究中子星并合后黑洞形成的引力波特征，发现黑洞形成遗迹在高频段表现出过量功率和准正则振铃，并展示了下一代探测器在100 Mpc距离内直接探测黑洞形成的前景。
2024-06-26 astro-ph.HE gr-qc
Prospects for Multimessenger Observations of Thorne-Żytkow Objects
Thorne-playytkow天体（TdoOs）是一类恒星天体，由一个大的弥散包层包围的中子星核组成。它们的外观与红超巨星相同; TtoO独特的电磁特征是一套不寻常的化学丰度模式，包括过量的Li，Rb，Mo和Ca。然而，电磁观测不能明确地确定中子星核的存在。从旋转的中子星核中探测到连续的引力波发射将为TTO的存在提供强有力的支持证据。我们提出了一个模型的引力波探测器确认TOs和证明，这些对象应该是可探测的先进LIGO。我们还调查了联合光学和引力搜索的可能目标，并评论在当前和未来的引力波探测器网络的可探测性的前景。
2021-03-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron stars versus black holes: probing the mass gap with LIGO/Virgo
黑洞（BH）和/或中子星（NS）双星的吸气和合并被认为是地基引力波（GW）探测器的丰富来源。我们评估了先进的LIGO和处女座测量组件质量的能力，使用inspiral波形模型，包括自旋进动效应，使用一个大的GW源{ \bf随机取向和均匀分布的体积。对于1000个源，这产生在7和200之间的信噪比。我们对LIGO和Virgo如何区分BH和NS进行了定量预测，并评估了使用LIGO/Virgo观测来明确确认或拒绝NS（$m\leq3\ M_\odot$）和BH（$m\geq 5\ M_\odot$）之间存在假定的“质量差”的前景。我们发现，满足$m_2 \lesssim1.5\ M_\odot$的较小质量分量的源被明确地确定为包含至少一个NS，而具有$m_2\gtrsim6\ M_\odot$的系统将被确认为二进制BH。具有$m_2<5\ M_\odot$的二元BH（即，在间隙中）一般不能与NSBH二进制文件区分开。高质量的NS（$2<m<3$ $M_\odot$）通常与低质量的BH（$m<5\ M_\odot$）一致，这对单独从LIGO/Virgo观测中确定NS的最大质量提出了挑战。个别来源很少能得到足够好的测量，以确认质量差距中的物体，从检测到的总体中得出的统计推断将强烈依赖于潜在的分布。如果自然界恰好提供了一个质量分布，种群在啁啾质量空间中相对干净地分离，就像一些种群合成模型所建议的…
2015-06-16 astro-ph.HE
A neural network emulator of the Advanced LIGO and Advanced Virgo selection function
针对引力波选择函数注入测量法计算成本高、无法插值的问题，本文基于O3运行注入数据训练神经网络仿真器，可快速计算连续参数下的探测概率，已验证其在双黑洞族群推断中的可用性。
2025-01-15 astro-ph.HE gr-qc
Distinguishing cosmology, astrophysics and systematics: the Bayesian search for a primordial gravitational-wave background in next-generation observatories
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）
本研究利用贝叶斯搜索在宇宙探索者中探测原初引力波背景，发现波形系统误差会导致低频偏差和误判，需改进波形建模以准确恢复。
2026-09-15 astro-ph.HE gr-qc
Continuous gravitational waves from Galactic neutron stars: demography, detectability and prospects
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））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）；University of Utah（犹他大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；The University of Tokyo（东京大学）；University of Portsmouth（朴茨茅斯大学）
该研究探讨银道面非再循环与再循环中子星的连续引力波探测前景，指出磁变形主导的中子星无信号，第三代探测器可多探约250个源，再循环中子星需下一代探测器才能探测。
2026-07-31 astro-ph.HE gr-qc
Prospects of calibrating afterglow modeling of short GRBs with gravitational wave inclination angle measurements and resolving the Hubble tension with a GW-GRB association event
在伽玛射线暴余辉的数值模拟中，为了简单起见进行了一些近似，不同的小组开发了他们的程序。由于缺乏直接测量的物理参数，这些模型/方法的稳健测试具有挑战性。幸运的是，从余辉模型推断的视角被广泛预期为与可以用引力波（GW）数据评估的中子星（BNS）合并的倾角相同。因此，在未来，有可能用GW倾斜角测量来校准余辉建模。本文采用解析估计和直接模拟两种方法对倾角测量的不确定度进行了预测。对于一些BNS合并伴随着电磁对应物中检测到的O 4/O 5运行的LIGO/Virgo/KAGRA/LIGO-India探测器，我们表明，倾斜角可以确定的不确定性$\leq 0.1$ rad，假设哈勃常数是已知的$\leq 3\%$的精度和哈勃流速的不确定性是在$\sim 1 \%$。离轴的伽玛暴外流将产生余辉辐射，即使在$\geq 0.3$ rad的视角下，在$\sim$ 100-200 Mpc的距离上也可以探测到最大能量的余辉辐射。这样的事件，因此可以作为一个强大的测试余辉建模方法。我们还评估了解决一个单一的GW/GRB协会事件的所谓的哈勃紧张局势的前景。我们发现，一个$\sim 3\%$精确的哈勃常数是可获得的，如果视角的不确定性可以被约束到$\sim 0.1$ rad，这是预期的情况下，一些附近的（$\leq 250$ Mpc）明亮/轴上的伽玛暴与一个良好的余辉光曲线显示一个明确的消色差的休息在早期。
2022-06-27 astro-ph.HE
Prospects for joint gravitational wave and short gamma-ray burst observations
我们提出了一个详细的评估联合引力波和短伽马射线暴（GRB）的观测在未来几年的预期率。我们首先评估的距离灵敏度的引力波搜索，所产生的使用伽玛射线暴观测限制的时间和天空的位置的源的改进。我们认为，这给了25%的灵敏度增加相比，全天，所有的时间搜索，相应的可检测的引力波信号的数量增加了一倍以上与伽玛射线暴。利用这一点，我们提出了与先进的LIGO和Virgo仪器联合观测的预期速率，同时考虑到引力波探测器网络的预期演变。我们表明，在早期的高级引力波探测器观测运行中，从2015年到2017年，只有很小的机会进行联合观测。然而，随着探测器接近其设计灵敏度，如果费米和行星际网络等广域伽马射线暴卫星继续运行，就有很好的机会进行联合观测。这个速率也将严重依赖于祖先的性质，中子星-黑洞系统比双中子星系统可观测到更远的距离。双星合并和暴的相对速率取决于暴的喷流张开角。因此，联合观测，以及准确测量的伽玛暴率和二进制合并率，将允许一个改进的估计伽玛暴的张开角。
2015-09-11 astro-ph.HE 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
Probing Crust Meltdown in Inspiraling Binary Neutron Stars
由于最近对潮汐形变和半径的测量，中子星的核物质状态方程和结构现在得到了更好的理解。在这里，我们表明，通过共振潮汐激发在一个双inspiral，中子地壳一般经历弹性到塑性的转变，这导致地壳加热，并最终熔化。这一过程可能导致引力波形中的$\sim \mathcal{O}(0.1)$相移。探测地壳熔化的时间和引起的相移将揭示地壳结构，如核壳过渡密度，以前的测量是不敏感的。使用GW 170817数据的直接搜索没有发现该信号，可能是由于有限的信噪比。我们预测这样的信号可能会被先进的LIGO Plus观测到，更有可能被第三代引力波探测器（如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器）观测到。
2020-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Detecting triple systems with gravitational wave observations
激光干涉引力波天文台（LIGO）最近发现了合并黑洞双星发射的引力波。我们研究未来的GW检测是否可以识别三重同伴合并二进制文件。这样一个三重伴星会导致GW信号的变化，这是由于（1）在围绕质心的轨道上沿着视线的路径长度变化，（2）相对论性波束、多普勒和引力红移，（3）三重伴星的引力场中“光”旅行时间的变化，以及（4）轨道要素的长期变化。我们发现，在LIGO频带中花费最长时间的低质量紧凑型天体双星，探测三重伴星的前景是最高的。特别是，对于合并中子星双星，LIGO可以检测到一个信噪比为8的白矮星或M-矮星扰动，如果它是在0.4太阳半径距离的双星和系统是在100 Mpc的距离。恒星质量（超大质量）的黑洞扰动可以在5倍（1000倍）的距离上被探测到。这样的微扰在轨道上合并的二进制发射GWs在1兆赫以上的频率可检测的激光干涉仪空间天线（LISA）的巧合。
2016-04-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Interpreting LIGO/Virgo "Mass-Gap" events as lensed Neutron Star-Black Hole binaries
引力透镜效应可以探测到宇宙学距离上的双黑洞（BBH），其啁啾质量似乎在$1<z<4$范围内被$1+z$增强，与已报道的BBH质量吻合得很好。我们认为这种效应也解释了LIGO/Virgo新报道的令人困惑的“质量间隙”事件（MG），即与$1<z<4$有关的遥远的透镜NSBH事件。中子星成员的拟合质量成为$(1+z)\times 1.4M_\odot$，因此被错误地归类为低质量黑洞。用这种方法，我们得到了两个新报道的“质量不对称”事件GW 190412\和GW 190814的$z\simeq 3.5$和$z\simeq 1.0$的红移，通过解释它们作为透镜NSBH事件，包括恒星质量的黑洞和中子星。在过去的一年中，额外的31个BBH事件和5个MG事件已被报告的高概率（$>95\%$），从我们推断的一个因素$\simeq 5$更高的内禀率的NSBH事件比BBH事件，反映了较高比例的中子星形成的早期恒星形成。我们预测一个独特的轨迹透镜NSBH事件中观察到的二元质量平面，跨越$1<z<4$与一个狭窄的质量比，$q \simeq 0.2$，可以很容易地测试时，波形数据被解锁。所有这些事件可能会显示中断NS发射，值得及时跟进，因为高透镜放大率意味着EM检测并不禁止，尽管我们预测的高红移。这种透镜NSBH事件提供了一个令人兴奋的前景，直接绘制历史的合并双星通过宇宙学红移的波形，确定相对于中子星成员的特…
2020-06-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Prospects for multi-messenger extended emission from core-collapse supernovae in the Local Universe
来自SN 1987 A和GW 170817/GRB 170817 A的多信使发射表明宇宙中充满了与黑洞和中子星相关的多信使瞬变。对于LIGO-Virgo，KAGRA即将加入，这些观测为探测核心坍缩超新星（CC-SNe）和伽马射线暴的中心引擎提供了前所未有的机会。与中子星相比，由黑洞盘或环面系统提供动力的中央发动机可能对通过相对较大的角动量能量库$E_J$进行的多信使观测特别感兴趣，高达克尔度规总质量的29%。这些中央发动机预计来自相对大质量的恒星祖先和包含中子星的紧凑双星合并。本文综述了利用非轴对称圆盘或圆环催化转化$E_J$实现多信使发射的前景。在最近对GW 170817的扩展发射中发现了${\cal E}\simeq (3.5\pm1)\%M_\odot c^2$，其显著性为4.2\，$σ$与GRB 170817 A同时出现，这一辐射过程的观测支持。从附近的CC-SNe类似的排放的前景证明需要全天空盲搜索的长时间爆发异构计算。
2019-10-28 astro-ph.HE
