Resonant self-force effects in extreme-mass-ratio binaries: A scalar model
极质量比旋星（EMRI）是一种质量比很小的致密双星，具有很好的质量比$ε\ll 1$，是低频引力波探测器的重要源。几乎所有的EMRI都将通过重要的瞬态轨道$rθ$共振来演化，这将增强或减弱它们的引力波通量，从而影响$O(ε^{1/2})$相对于领先阶的波形的相位演化。虽然在共振过程中模拟局部引力自作用力（GSF）对于生成精确的EMRI波形至关重要，但由于问题的计算需求，到目前为止尚未计算$rθ$共振轨道的完整GSF。作为第一步，我们采用一个更简单的模型，计算标量自作用力（SSF）沿$rθ$共振测地线克尔时空。我们演示了两种方法来计算的$rθ$共振SSF（和可能的GSF），一种方法离开的径向和极运动最初独立的，如果测地线是非共振。我们通过计算由三个$rθ$共振比（1：3，1：2，2：3）定义的测地线上的SSF来说明结果。我们展示了如何SSF和平均演化的轨道常数随初始阶段的EMRI进入共振。然后，我们使用我们的SSF数据来测试以前提出的可积性猜想，认为保守效应消失在绝热阶共振。我们发现显着的贡献，从保守的SSF的长期演化的卡特常数，$\langle \dot{\mathcal{Q}}\rangle$，但这些非零的贡献的顺序，或小于，估计的不确定性，我们的自作用力的结果。不确定性来自于正则化过程中奇异场的残留和不完全去除。高阶正则化参数，一旦可用，将允许明确的测试的可积性猜想。
2021-10-04 gr-qc
Resonant-plane locking and spin alignment in stellar-mass black-hole binaries: a diagnostic of compact-binary formation
我们研究的天体物理形成方案的旋进动力学的旋转黑洞双星的时间，他们进入第二代和第三代引力波探测器，如先进的LIGO/处女座，LIGO-India，KAGRA和爱因斯坦望远镜的观测窗口的影响。在合理的假设下，潮汐相互作用是有效的对齐的自旋与轨道角动量的太阳质量少的黑洞的祖先，我们发现，黑洞自旋应该被期望优先躺在一个平面时，他们成为可检测的引力波干涉仪。这个“共振平面”可以用条件ΔΦ=0°或ΔΦ=+/-180°来确定，其中ΔΦ是黑洞自旋在与轨道角动量正交的平面中的分量之间的角度。如果角ΔΦ可以在大样本的引力波探测中精确测量，它们的分布将限制致密双星形成的模型。特别是，它将告诉我们潮汐相互作用是否有效，以及质量转移、恒星风或超新星等机制是否可以引起质量比逆转（因此，较重的黑洞是由最初较轻的恒星祖先产生的）。因此，我们的模型在引力波测量和天体物理学之间提供了一个具体的观测联系。我们也希望这将刺激进一步的研究岁差动力学，引力波模板的位置和参数估计锁定在共振平面的双星。
2013-04-28 astro-ph.HE gr-qc
Resonant tidal excitation of superfluid neutron stars in coalescing binaries
本文研究了超流中子星（NS）双星g模的共振潮汐激发，并探讨了这种潮汐驱动如何影响内旋引力波（GW）信号。以前的这种类型的研究处理NS核心作为一个正常的流体，因此没有考虑其预期的超流性。支持g模式的浮力来源在两种情况下有根本不同：在正常流体核中，浮力是由于质子到中子分数的梯度，而在超流体核中，浮力是由于μ子到μ子的梯度。电子分数。后者产生更强的分层，因此超流NS具有频率高于10 Hz的更密集的g模式谱。因此，当双星扫过GW探测器（如LIGO）的带宽时，更多的g模式经历共振潮汐激发。我们发现，大约10倍以上的轨道能量被转移到g模式振荡，如果NS有一个超流的核心，而不是一个正常的流体核心。然而，因为当轨道衰减更快时，这种能量在螺旋中稍后转移，所以对于超流体和正常流体NS（约0.001-0.01 rad），引力波形中的累积相位误差是相当的。这种幅度的相位误差太小，无法用当前一代GW探测器从单个事件中测量。
2016-12-04 astro-ph.HE gr-qc
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。
2007-01-15 gr-qc
Merging neutron star binaries: equation of state and electrodynamics
合并的中子星（NS）双星可能会在这十年内被地基引力波（GW）干涉仪（例如LIGO/VIRGO）探测到，也可能产生电磁辐射，被即将上线的宽视场快速成像望远镜探测到。GWs可以对NS状态方程提供新的约束（包括质量-半径关系和通过共振g模得到的相关核对称能）。本文综述了各种流体动力学（包括平衡和动力/共振潮汐）和电动力学过程中合并NS双星，重点是合并前的阶段。
2012-12-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Gravitomagnetic resonant excitation of Rossby modes in coalescing neutron star binaries
在合并的中子星双星中，其中一颗星的r模可以被其伴星的重力磁潮汐场共振激发。这后牛顿重力磁驱动这些模式占主导地位的牛顿潮汐驱动以前计算的何和赖。在潮汐膨胀参数R/r（其中R是中子星的半径，r是轨道间距）中，只有l=2，|m| = 1和|m| = 2的r模被激发。通过这种驱动作用对恒星所做的潮汐功，会影响内旋的演化和所发射的引力波信号的相位。对于一颗质量为M、半径为R、自旋频率为f_spin的中子星，用Gamma =2的多面体模型来模拟，其伴星的质量也为M，m=2模的引力波相移为（0.1弧度）（R/10 km）^4（M/1.4 M_sun）^{-10/3}（f_spin/100 Hz）^{2/3}，以获得最佳的自旋方向。对于正则中子星参数，这种相移可能无法被引力波探测器（如LIGO）探测到，但如果中子星半径更大，则在信噪比适度大的情况下可能可以探测到。对于中子星-黑洞双星，这种影响较小;对于大质量的伴星，相移与伴星质量成-4/3次方。从轨道到恒星的净能量转移是负的，对应于内旋的减速。这是因为这种相互作用降低了恒星的自旋，并且只发生在满足欧拉塞卡-弗里德曼-舒茨不稳定性判据的模式中。
2007-02-02 astro-ph gr-qc
Stars as resonant absorbers of gravitational waves
恒星中的四极振荡模式可以与入射的引力波（GW）共振，并以GW能量为代价非线性增长。大质量黑洞双星（MBHB）附近的恒星可以充当GW充电电池，辐射冷却。这些恒星的质量损失可以促使MBHB以接近爱丁顿的速率吸积。GW的不透明度与振幅无关，因此遥远的共振恒星可以遮蔽GW源。太阳对银河系白矮星双星的引力波的吸收可以用第二代天基引力波探测器探测到，作为复杂衍射图案中的阴影。
2014-08-28 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Constraining changes in the merger history of (P)BH binaries with the stochastic gravitational wave background
来自原始黑洞分布的黑洞双星可能会表现出大的合并率，直到大的红移。使用唯象模型的合并率，我们表明，其斜率的变化，红移$z\sim 4$，约束的随机引力波背景的振幅从LIGO/室女座O3运行的电流限制。这表明，随机背景约束的合并率大于单个事件视界的检测（$z\simeq 1$相同的检测器）的红移。此外，我们表明，陡峭的合并率的随机引力波信号在中频的形状不同于通常的$2/3$ IR标度。我们讨论了我们的模型的影响，为未来的实验在很宽的频率范围内，作为设计LIGO/Virgo阵列，爱因斯坦望远镜，LISA和PTA。此外，本发明还我们表明，i）随机背景和目前的合并率提供了同样的约束边界上的丰度PBH所产生的高斯分布的不均匀性和ii）退化的水平上的随机背景（即不同的合并历史导致类似的随机背景）可以通过考虑由未来的探测器（如爱因斯坦望远镜）从数量计数中对合并率的补充直接观测来打破。
2022-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Merging Compact Binaries in Hierarchical Triple Systems: Resonant Excitation of Binary Eccentricity
研究了具有三级伴星的致密双星（包括白矮星、中子星和黑洞）的长期动力学。由于内双星（最初的偏心率可以忽略不计）由于引力辐射而经历轨道衰减，它的偏心率可以被来自第三行星的引力强迫所激发。这种激发发生在三重系统通过“拱进共振”时，当内部双星的岁差率，由外部伴星和广义相对论的引力摄动驱动，匹配外部双星的岁差率。偏心激励要求外伴星位于偏心轨道上，内外轨道之间的相互倾角小于$\sim 40^\circ$。来自内双星的引力波（GW）信号可以随着系统通过拱点进动共振的演化而被显著地修改。对于某些系统参数（例如，白矮星双星和棕矮星三等星），当双星发射的引力波在$10^{-4}-10^{-1}$ ~Hz范围（LISA的灵敏度波段）时，就会发生共振。
2017-06-16 astro-ph.HE gr-qc
Detecting intermediate-mass black hole binaries with atom interferometer observatories: Using the resonant mode for the merger phase
该研究针对原子干涉仪的中等质量黑洞并合探测，提出宽带模式测早期旋进、共振模式测并合的方案，验证了该方案可提升信噪比与参数精度，且短间隙增益更显著。
2023-06-15 astro-ph.HE gr-qc
Using gravitational-wave data to constrain dynamical tides in neutron star binaries
我们讨论的作用，动力学潮汐效应的吸入中子星双星，集中在功能，可能被认为是“未建模”的引力波搜索。为了覆盖可能性的范围，我们考虑i）个别振荡模式与潮汐共振，ii）椭圆不稳定性，其中一对惯性模式与潮汐呈现非线性共振，以及iii）非共振p-g不稳定性，其可能在星中的高阶p和g模式与潮汐非线性耦合时出现。在每种情况下，我们估计的额外的能量损失，需要与动态潮汐，以影响观察到的引力波信号的影响。我们探讨在何种程度上所涉及的中子星物理可以被认为是已知的，以及如何能够使用观测数据来约束理论。
2017-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Resonant Tidal Excitations of Rotating Neutron Stars in Coalescing Binaries
在并合的中子星-中子星（NS-NS）或中子星-黑洞（NS-BH）双星中，NS的振荡模式在螺旋的最后时刻会被伴星共振激发。轨道和NS之间的共振能量转移加速或减慢了螺旋，并引起了双星发射的引力波的相位变化。当模式频率等于轨道频率的m倍时，发生潮汐共振（jk，m）。为了使f模共振发生在并合之前，NS必须具有快速旋转，（22，2）-共振的自旋频率nu_s> 710 Hz，（33，3）-共振的自旋频率nu_s> 570 Hz（M=1.4Mo，R= 10 km;然而，当R= 15 km时，这些自旋频率变为330 Hz和250 Hz）。由于强的潮汐耦合，f模共振引起轨道周期数N_orb的较大变化，（22，2）-共振的N_orb最大值约为10-1000，（33，3）-共振的N_orb最大值约为1。这种共振效应，如果存在的话，必须包括在构造用于搜索引力波信号的波形模板中。更高阶的f模式共振可以在更慢的旋转速率下发生，但是N_orb<0.1。对于占主导地位的g模（22，2）共振，即使是适度的旋转（nu_s<100 Hz）也可以通过将共振移动到较小的轨道频率来增强对轨道的共振效应。然而，由于弱耦合，N_orb的范围在10^-3-10^-2之间（取决于NS EOS），对于探测引力波的目的来说可能是可以忽略的。R模式共振需要未对准的自旋轨道倾角，并且主导共振对应于（22，3）和（22，1）。由于潮汐耦合强烈…
1999-04-08 astro-ph gr-qc
Gravitational waves from compact binaries
在这篇评论中，我总结了我们对引力波的理解的历史，以及如何使用紧凑的双星将它们的状态从数学人工制品转变为物理现实。我还描述了类型的紧凑（恒星）的二进制文件，LISA将观察到，只要它是switchedon.Finally，LIGO，室女座和GEO的状态和不久的将来进行了讨论，以及预期的检测率先进的探测器，和精度，可以确定的二进制参数时，BH/NS inspirals检测。
2011-08-05 astro-ph.SR gr-qc
Merger History of Clustered Primordial Black Holes
National Research Nuclear University MEPhI（国立核研究莫斯科工程物理学院）；MIREA --- Russian Technological University（俄罗斯技术大学）
研究原初黑洞集群的合并历史，揭示其合并率与孤立系统差异，并发现引力波背景谱斜率变化。
2025-12-07 astro-ph.CO gr-qc
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
在某些短的伽马射线暴中，观测到了在主事件发生前$\sim$秒出现的前兆耀斑。当轨道频率为几百赫兹时，这些耀斑可能与内旋的最后几个周期有关。在这些最后的周期中，潮汐力可以共振地激发吸气恒星中的准正常模式，导致其振幅迅速增加。已经表明，这些模式可以施加足够强的应变到中子星地壳煽动屈服。由于$g$ -模式的典型频率是$\sim 100\text{ Hz}$，它们与轨道频率的共振与前兆定时相匹配，因此需要进一步研究。采用现实的状态方程和解决的广义相对论脉动方程，我们研究了$g$模式的共振在合并准圆双星，在那里我们考虑不同的恒星自转速率，分层程度，和磁场结构。我们表明，对于某些恒星参数的组合，共振激发的$g_1$ -和$g_2$ -模式可能会导致地壳破裂和触发前兆耀斑。
2021-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Modeling and detecting resonant tides of exotic compact objects
在广义相对论中，黑洞的事件视界吸收了所有下落的辐射。任何相反的观测都会立即挑战天体物理学上的黑洞是由真空克尔几何描述的这一期望。如果一个假定的黑洞确实反射了一部分进入的辐射，它的准正规模式结构就会急剧改变。低频模式可以引入共振激发期间的螺旋的二元系统。我们研究了由此产生的引力波信号的相移。基于中子星的结果，我们得到了一个与模型无关的相移表达式，它只依赖于紧凑物体的准正规模和勒夫数。我们发现，在高信噪比事件（$\sim 10^3$）中，用爱因斯坦望远镜可以检测到非对称双星的相移，但到目前为止还不能探索普朗克尺度。
2021-06-20 gr-qc hep-th
Detecting resonant tidal excitations of Rossby modes in coalescing neutron-star binaries with third-generation gravitational-wave detectors
旋转中子星的Rossby模（r模）可以被合并双星系统中的重磁力激发。Flanagan和Racine [Phys. Rev. D 75，044001（2007）]的先前研究表明，这种动力学潮汐（DT）可以在引力波形上引起0.1 rad的相移，这可以通过第三代（3G）探测器检测到。在本文中，我们研究了在3G探测器时代，这种DT对测量中子星参数的影响。本文引入了两种不同状态方程预言的中子星性质之间的普遍关系：（i）惯性动量与（f-模）潮汐Love数之间的I-Love关系;（ii）r-模重叠与潮汐Love数之间的关系。我们发现，r模DT将提供丰富的信息，慢旋转中子星的频率范围从10到100赫兹。对于一个中子星双星系统（在宇宙探测器中的信噪比约为1500），在最好的情况下，每个单独的中子星的自旋频率可以被限制在6%（分数误差）。单个中子星的勒夫数之间的简并度被显著降低：每个勒夫数在最好的情况下可以被限制在20%左右，而对称和反对称勒夫数的分数误差都被降低了约300倍。此外，DT还允许我们测量中子星的自旋倾角，在最好的情况下为0.09 rad，从而对NS natal kicks和超新星爆炸模型施加限制。除了参数估计，我们还开发了一种半解析方法，准确地描述了由于DT而产生的二元演化的详细特征。
2021-03-15 astro-ph.HE gr-qc
Detecting Gravitational Wave Bursts From Stellar-Mass Binaries in the Milli-hertz Band
UCLA（加州大学洛杉矶分校）
本文研究在毫赫兹波段探测恒星质量双星引力波爆发的可能性，评估其数量及对理解双星形成通道和银河系恒星形成历史的意义。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
On the Gravitational Wave Noise from Unresolved Extragalactic Binaries
考虑到最近观测到的宇宙中恒星形成速率的强烈演化，我们计算了LISA频率$10^{-3}-10^{-2}$ Hz的河外并合双星产生的随机引力波背景.我们发现，对于观测到的全球恒星形成的历史和现代宇宙学模型的河外背景是一个数量级小于平均银河值。一个早期的恒星形成爆发在高红移可以带来更高的水平，但仍然比银河系的平均水平低几倍。
1998-05-12 astro-ph gr-qc
Third post-Newtonian gravitational waveforms for compact binary systems in general orbits: Instantaneous terms
我们计算的瞬时贡献的球谐模式的引力波形从紧凑的二进制系统在一般轨道上的第三后牛顿秩序。我们进一步扩展这些结果的紧凑型双星在准椭圆轨道使用3PN准开普勒表示的保守动力学的紧凑型双星在偏心轨道。利用多极后闵可夫斯基形式，从不同的质量和电流型多极矩出发，计算了引力波形瞬时部分的自旋加权球谐分解。这些项是滞后时间的函数，不依赖于双星演化的历史。与遗传的一部分，这取决于二进制的动力学历史，这些波形的基础上建设的精确模板的检测引力波信号从准椭圆轨道上移动的二进制。
2015-05-11 gr-qc
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。
2003-07-11 astro-ph gr-qc
The Maximal Gravitational Wave Signal from Asteroid-Mass Primordial Black Hole Mergers At Resonant Microwave Cavities
本文更新了谐振微波腔对原初黑洞合并引力波的视距计算，发现最大事件率来自早期三体系统中的非单色质量函数双星，但即使最乐观情况下事件也极为罕见。
2025-03-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A boosted gravitational-wave background for primordial black holes with broad mass distributions and thermal features
原始黑洞（PBH）具有广泛的质量分布，受到宇宙热历史的影响，自然会在太阳质量尺度上产生一个高峰，可以解释LIGO/Virgo所看到的引力波事件以及暗物质的全部。我们发现，相比于单色或对数正态质量函数，早期PBH双星和晚期星团双星的引力波背景（GWB）在低频下强烈增强，甚至可以解释NANOGrav观测。这种增强来自质量比非常低的双星，包括太阳质量和中等质量的PBH在低频，太阳质量和亚太阳质量在高频。LISA可以区分各种模型，而在地基探测器的频带中，我们发现早期双星的GWB仅低于当前的LIGO/Virgo极限，高于天体物理背景，如果它们也解释了黑洞合并的话。星团中双星的GWB比中子星、天体物理学黑洞或早期PBH双星的GWB增强较少，但具有不同的光谱指数。它可以用爱因斯坦望远镜或甚至LIGO/Virgo设计的灵敏度探测到。
2023-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Measuring precession in asymmetric compact binaries
对合并的紧密双星的引力波观测是精确测量物体质量和自旋的关键。由自旋与轨道角动量不一致引起的广义相对论性进动被认为是确定双星形成历史和环境的关键示踪剂，它也改善了质量估计-因此其测量具有广泛的影响。岁差在发射的引力波信号中留下了一个特征性的签名，这在质量高度不等的双星中更加明显。最近对GW 190412和GW 190814的观测证实了这种非对称致密双星的存在。在这里，我们进行了一个系统的研究，以评估在测量高质量比双星的引力波观测岁差的信心，我们的能力，以测量质量较轻的同伴在中子星-黑洞型系统。使用贝叶斯模型选择，我们表明，进动可以果断地确定低质量的质量比低$1:3$和轻度旋进自旋幅度$\lesssim 0.4$，即使在系统的波形误差的存在下，低质量的二进制文件。
2020-09-30 astro-ph.HE gr-qc
Coalescence Rate of Supermassive Black Hole Binaries Derived from Cosmological Simulations: Detection Rates for LISA and ET
大质量黑洞的合并历史是从宇宙学模拟中得出的，在宇宙学模拟中，这些物体的演化和宿主星系的演化是一致的。目前的研究表明，质量大于$\sim 10^{9} M_{\odot}$的超大质量黑洞在其历史上经历了多达500次合并事件。推导出的每共动体积和每质量间隔的聚结率允许获得沿计划中的干涉仪在空间（LISA）或在地面（Einstein）可达到的频率的引力波信号（“衰荡”）的预期探测率分布的估计。对于LISA，在其原始配置中，对于具有等于10的信噪比的事件，预计总检测率约为$15 yr^{-1}$，预期主要发生在频率范围$4-9 mHz$中。对于爱因斯坦引力波望远镜，预期每14个月一次，低至每4年一次，信噪比为5，主要发生在频率间隔$10-20 Hz$。对这些引力信号及其频率分布的探测将是未来区分解释超大质量黑洞起源的不同情景的重要工具。
2011-08-12 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Waves from Superradiant Cloud Level Transition
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分部，中国科学院大学）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe (Beijing/Hangzhou), University of Chinese Academy of Sciences（太极引力波宇宙实验室（北京/杭州），中国科学院大学）
研究双星系统中黑洞周围的超轻玻色子云在共振能级跃迁时发射的引力波，预测未来探测器（如BBO）对质量约10^{-12} eV的标量场在恒星级黑洞双星中产生的约0.1 Hz引力波的探测能力，但事件率极低。
2026-06-26 gr-qc
Distinguishing black-hole spin-orbit resonances by their gravitational wave signatures. II: Full parameter estimation
合并中的双黑洞产生的引力波在合并前对它们的自旋演化进行了编码。在后牛顿体系和旋进时间尺度上，这种演化有三种形态之一，自旋要么围绕两个固定点之一振动（“共振”），要么自由循环。在这项工作中，我们进行完整的参数估计共振双星固定的质量和自旋幅度，改变三个参数：保守的“投影有效自旋”$ξ$和共振家庭$ΔΦ=0,π$（唯一标记的源），倾斜$θ_{JN}$的二进制的总角动量相对于视线（这决定了强度的进动效应的波形），和信号幅度。我们证明，共振可以区分为广泛的二进制文件，除了高度对称的配置，岁差效应被抑制。基于对双自旋演化的新认识，我们引入了新的变量来表征进动黑洞双星，这自然反映了系统的时间尺度分离，从而更好地编码了引力波所携带的动力学信息.
2016-02-15 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational radiation from compact binaries in scalar-tensor gravity
广义相对论（GR）已经在太阳系和双星系统中得到了广泛的验证，但从未在强场动力学领域得到验证。很快，像Advanced LIGO和eLISA这样的引力波（GW）探测器将能够通过测量来自吸入和合并紧凑双星的GW来探测这一机制。一个特别有趣的替代GR是标量张量引力。我们目前的进展，在计算第二后牛顿（2 PN）引力波形的吸入紧凑的双星在一般类的标量张量理论。波形是使用标准GR方法构造的，该方法被称为“松弛爱因斯坦方程的直接积分”，适当地适应于标量张量的情况。我们发现，与广义相对论的差异可以通过合理少量的参数来表征。其中的差异是新的遗传条款，这取决于过去的历史来源。在一个特殊的情况下，双黑洞系统，我们发现，波形是无法区分的广义相对论。在另一个混合黑洞-中子星系统中，与GR的所有差异都可以用一个参数来表征。
2014-08-05 gr-qc
The Merger History of Supermassive Black Holes in Galaxies
超大质量黑洞（SMBH）在附近的发光星系的中心无处不在，可以产生的多个合并所经历的暗物质晕的层次结构形成模型，即使只有一小部分这些星系港口SMBH在高红移。我们用宇宙学的蒙特卡罗模拟来说明这种可能性的合并历史的暗物质晕和它们相关的SMBH。在我们最极端的模型中，为了使几乎每个明亮的星系都具有z=0的SMBH，只需要百分之几的维里温度高于10^4 K的晕具有高红移的SMBH。这种可能性必须包括在类星体的光度函数和集群特性的研究。我们预测的SMBH合并事件的数量，可检测的引力波实验LISA，作为红移的函数，出z=5。虽然事件发生率可以显着降低的情况下，罕见的SMBH，最低\~10可检测的合并事件，每年预测，如果SMBH二进制合并有效。观测到的红移事件的分布可以提供有关SMBH形成过程的有价值的信息。如果SMBH双星没有合并，我们发现从z=5到现在，在每个质量大于~10^11 Msun的星系中，至少可能发生了几次SMBH弹弓式抛射。虽然我们的研究结果是敏感的最小冷却质量假设形成SMBHs，我们希望我们的模型的定性预测是强大的。
2001-05-20 astro-ph gr-qc
The physics of black hole binaries: geodesics, relaxation modes and energy extraction
黑洞是最简单的宏观物体，它为广义相对论提供了独特的检验。它们被比作量子力学中的氢原子。在这里，我们建立了一些关于引力束缚的最简单系统的事实：黑洞双星。我们提供了强有力的证据，“全球”的光敏面周围的二进制，和二进制准正规模式导致指数衰减的无质量领域时，二进制时空轻微扰动的存在。这两个性质是密切相关的，就像孤立的黑洞一样。二进制准正规模式具有高品质因数，并可能倾向于共振激发。最后，我们表明，从二进制的能量提取是通用的，我们发现一个新的机制的证据-类似于费米加速过程-从而二进制传输能量到它的周围环境中的级联过程。该机制被限制在单个组件旋转或由致密恒星组成时工作。
2019-07-18 astro-ph.HE gr-qc
Observational signatures of neutron stars in low-mass X-ray binaries climbing a stability peak
在Gusakov、Chugunov和Kantor（2014）最近的论文中，提出了一种描述低质量X射线双星中快速旋转中子星演化的新方案。这种情况解释了在某些特定的恒星内部温度（“共振温度”）下，正常r模与超流惯性模的共振相互作用。这种相互作用的结果在增强阻尼的r模式和外观的“稳定性峰”的温度-自旋频率平面，分裂的r-模式的不稳定性窗口附近的共振温度。这种情况表明，热的和快速旋转的NS花费了它们生命中的大部分时间爬上这些山峰，特别是现在在那里被观察到。我们详细分析了这一建议可能的观测签名。特别是，我们表明，这些对象可能会表现出“反毛刺”-突然频率跳跃的时间尺度上的小时，月。
2015-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Tail effects in the third post-Newtonian gravitational wave energy flux of compact binaries in quasi-elliptical orbits
远区能量通量包含遗传（尾部）贡献，它取决于源的整个过去历史。使用多极后闵可夫斯基波生成形式主义，我们提出并实现了一个半分析方法在频域计算这些贡献的一个二进制系统的紧凑的物体在准椭圆轨道上移动的inspiral相位高达3PN顺序。该方法明确使用的准开普勒表示的椭圆轨道在1PN顺序，并利用双周期性的运动平均的3PN通量的二进制的轨道。连同在配套文件中评估的瞬时（非尾部）的贡献，它提供了关键的投入，为建设准备使用的模板紧凑的二进制准椭圆轨道上移动，一个有趣的一类源的地基引力波探测器，如LIGO和处女座，以及空间为基础的探测器，如LISA。
2008-04-11 gr-qc
Spin-eccentricity interplay in merging binary black holes
本文采用后牛顿多时间尺度方法分析双黑洞旋进，揭示自旋进动与轨道偏心率的耦合效应，指出早期偏心演化会在自旋取向中留下记忆，同时残余偏心率会造成历史重建的系统误差。
2024-01-18 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waves from cosmological compact binaries
我们考虑在宇宙学距离上由不同的致密双星群体发射的引力波。利用粒子数合成模型研究了双中子星、双黑洞和双白矮星双星以及白矮星-中子星、白矮星-黑洞和黑洞-中子星系统的性质。我们利用观测确定的宇宙恒星形成历史来重建这些源的红移分布和它们的合并速率演化。每个源在其早期螺旋相位期间发射的重力信号随机相加，以产生低频带中的随机背景，其频谱应变幅度在10^{-18} Hz^{-1/2}和5 10^{-17} Hz^{-1/2}之间，频率在[5 10^{-6}-5 10^{-5}] Hz范围内。在10^{-4}Hz以上的频率处，主要由双白矮星系统支配的整个信号可以用LISA在[1-10] mHz的频率范围内检测到，并且充当混淆限制噪声分量，其可以限制LISA在1 mHz以上的频率处的灵敏度。
2000-02-02 astro-ph gr-qc
Probing Supermassive Black Hole Binaries with Orbital Resonances of Laser-Ranged Satellite
该研究提出利用卫星激光测距（SLR）任务通过引力波诱导的轨道共振效应探测并合中的超大质量黑洞双星，分析表明当前或改进的测距精度下积累数月至两年数据即可达到检测阈值，为LISA和Taiji准备阶段提供了无需额外投资的可行探测方案。
2023-07-02 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Detecting Planetary-mass Primordial Black Holes with Resonant Electromagnetic Gravitational Wave Detectors
研究了用高频引力波电磁探测器探测行星质量原生黑洞双星中引力波的可能性。我们考虑两个专利的实验设计，逆Gertsenshtein效应的基础上，其中传入的GWs通过静态磁场内的TM腔或TEM波导诱导EM激发通过。检测器的频率响应计算后牛顿GW波形。我们发现，基于当前技术的这种EM检测器可以实现低至$h \sim 10^{-30}$的应变灵敏度，这产生$10^{-10}$ W的EM功率变化。这允许探测到$10^{-5} M_\odot$周围质量的PBH双星合并，如果它们构成的暗物质超过$0.01$的百分比，正如最近的微透镜观测所表明的那样。我们设想，这类探测器也可以用来检测宇宙学GW背景和探测源在早期宇宙中的能量高达大统一尺度。
2021-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cassini states for black hole binaries
ASD, IMCCE-CNRS UMR8028, Observatoire de Paris（巴黎天文台）；CIDMA, Departamento de Física, Universidade de Aveiro（阿威罗大学）
基于哈密顿形式化，研究黑洞双星自旋动力学中的卡西尼状态，揭示其非共振本质，并预测旋进阶段结束时的自旋分布。
2026-06-12 astro-ph.EP astro-ph.HE gr-qc
Inferring the Merger History of Primordial Black Holes from Gravitational-Wave data and the Stochastic Signatures
本研究利用引力波暂现源目录数据，通过贝叶斯分析约束原初黑洞双星并合率，给出红移演化指数与局域并合率的估计，指出随机引力波背景可用于探测原初黑洞并合的累积历史。
2025-07-28 astro-ph.CO gr-qc
Detectability of gravitational atoms in black hole binaries with the Einstein Telescope
本文研究黑洞双星中由超辐射形成的引力原子对引力波形的影响，通过牛顿近似数值模拟和费舍尔矩阵分析，评估当前及下一代地面引力波探测器对超轻玻色子云的探测潜力。
2025-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Resonant Locking Between Binary Systems Induced by Gravitational Waves
University of Oxford（牛津大学）；UCLA（加州大学洛杉矶分校）
由引力波引起的二元系统共振锁定可显著减少黑洞合并时间，可能通过异常吸积现象进行检测。
2025-09-27 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Low-Frequency Gravitational Waves from Massive Black Hole Binaries: Predictions for LISA and Pulsar Timing Arrays
由于星系合并，大质量黑洞（BH）双星的合并提供了低频引力辐射的主要来源，可以通过脉冲星定时测量和拟议的LISA（激光干涉空间天线）天文台探测到。我们计算预期的引力辐射信号源在所有的红移结合预测的合并率的星系晕与最近的测量BH质量，M_bh，和它的宿主星系，西格玛的速度色散之间的关系。我们的主要发现是：（i）nHz频率背景主要是红移z<2的BH双星，脉冲星计时数据的现有限制严格限制了M_bh-sigma关系的归一化和幂律斜率，以及BH双星合并的比例;（ii）激光ISA可探测到的所有离散mHz大质量BH源中，有一半以上可能起源于红移z>7;（iii）只要黑洞的形成是由星系中的气体冷却引发的，那么再电离后每年每单位红移的LISA源的数量就会大幅下降。对每年几百个可探测事件中最高红移源的研究，将提供关于星系中黑洞生长的物理和历史的独特信息。
2003-04-11 astro-ph gr-qc
Evolution and final fate of massive post-common-envelope binaries
本研究利用三维磁流体模拟与MESA建模，探究含环双星盘的大质量公共包层后双星演化，发现环双星盘的共振作用等可影响双致密天体并合率，对理解引力波并合事件有重要意义。
2024-05-28 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
No evidence that the majority of black holes in binaries have zero spin
用引力波观测到的并合黑洞的自旋性质可以提供有关这些系统起源的新信息。黑洞自旋的大小和方向提供了双星演化历史的记录，编码了关于大质量恒星演化和双星黑洞组装的天体物理环境的信息。最近对二进制黑洞人口的分析得出了相互矛盾的黑洞自旋分布的图像。一些工作表明，黑洞的自旋很小，但不为零，并表现出广泛的失准角相对于双星的轨道角动量。其他的研究得出结论，大多数黑洞是不旋转的，而其余的则是快速旋转的，并且主要与它们的轨道对齐。我们重新审视这些相互矛盾的结论，采用各种互补的方法来测量自旋幅度和取向的分布之间的二元黑洞合并。我们发现自旋消失的黑洞子群的存在并不是当前数据所要求的。如果存在这样一个子群，我们的结论是它必须包含二进制文件的$\lesssim 60\%$。此外，我们发现的证据显着的自旋轨道不一致的二元黑洞人口，与一些系统表现出的不一致角大于$90^{\circ}$，并没有看到一个近似自旋对齐的子人口的证据。
2022-10-03 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave glitches: resonant islands and frequency jumps in non-integrable extreme-mass-ratio inspirals
即将到来的空间探测器探测到的极端质量比的引力波引力波将允许在强场区域对广义相对论进行前所未有的测试。除了评估黑洞是否被克尔度规明确描述之外，这种探测可能会对时空对称性的程度产生限制。特别是，根据一个假设偏离克尔度规的具体表现，卡特对称性，这意味着测地线方程的可积性，可能被打破。在这里，我们研究的引力波形与不可积的极端质量比inspirals涉及一个小质量的同伴和一个超大质量的紧凑的对象的广义相对论，即曼科-诺维科夫时空。我们表明，波形显示突然的频率跳跃，当同伴横穿共振岛。这些发现表明，这种突然的表现在引力波频率是通用的，有一个真正的天体物理学的起源和功能作为一个独特的签名的混乱现象在极端质量比双星。
2021-08-05 astro-ph.HE gr-qc nlin.CD
Dynamics of Relativistic Binaries in Structured and Stochastic Environments: A Lagrange-Fourier-Hansen Framework
Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；Universität Potsdam（波茨坦大学）
提出拉格朗日-傅里叶-汉森框架，将非真空扰动简化为共振谱投影，用于引力波参数估计中环境效应的建模。
2026-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Science with the TianQin observatory: Preliminary results on massive black hole binaries
本文探讨了利用天琴天文台探测宇宙中大质量黑洞双星的引力波的前景。天琴天文台是一个空间引力波干涉仪，计划于21世纪30年代发射。为了确定天琴探测任务的科学范围，本文对天琴探测到的大质量黑洞双星的信噪比、探测率和参数估计精度进行了初步估算。为了使我们的结果尽可能稳健，我们考虑了大质量黑洞的生长历史的几个模型，探索一些关键的天体物理处方的影响，以及所采用的计算方法的影响。在最乐观的模型中，天琴每年可以检测到多达约60起合并。如果天琴探测到红移为15的合并，它将能够估计其光度距离，精度在10%以内;对于红移约为2的邻近事件，天琴可以在合并前24小时发出预警，计时精度约为3小时，天空定位能力约为80度$^2$，从而实现多信使观测。
2019-08-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
PRECESSION: Dynamics of spinning black-hole binaries with python
我们提出的数字代码PRECESSION：一个新的开源Python模块，研究进动黑洞二进制在后牛顿政权的动力学。该代码提供了一个全面的工具箱，（一）研究黑洞自旋沿其进动周期的演变，（二）执行引力波驱动的二进制inspirals使用轨道平均和岁差平均积分，和（iii）预测合并残留物的性质，通过拟合公式从数值相对论模拟。PRECESSION是一个随时可用的工具，可将黑洞自旋动力学添加到更大规模的数值研究中，如引力波参数估计代码、预测引力波事件率的总体合成模型、星系合并树和结构形成的宇宙学模拟。PRECESSION提供了快速可靠的积分方法，将黑洞双星的统计样本从它们形成的大间隔传播到它们变得可检测的小间隔，从而将旋转黑洞双星的引力波观测与它们的天体物理形成历史联系起来。该代码也是一个有用的工具，计算初始参数的数值相对论模拟针对特定的进动系统。PRECESSION可以从Python包索引安装，它在Github上的版本控制下免费分发，在那里提供了进一步的文档。
2017-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Astrophysical Gravitational Wave Background in the mHz band is likely dominated by White Dwarf binaries
本研究更新了河外白矮星双星模型，发现其产生的引力波背景振幅比早期估计高约60%，并确认白矮星双星在mHz频段占主导地位。
2024-02-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
