Unmasking noise transients masquerading as intermediate-mass black hole binaries
本文提出一种新的相似性度量，通过量化天体物理参数在探测器网络中的一致性，区分中等质量黑洞双星与伪装成它们的短时标高强度glitch，以保护IMBH族群研究免受噪声污染。
2024-03-29 astro-ph.HE 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
Quadrupole and quadratic-in-spin effects in quasicircular, spinning, asymmetric binaries
Kyoto University（京都大学）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；University of Southampton（南安普顿大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
针对下一代引力波探测器对非对称质量双星波形模型的需求，本文计算了克尔黑洞周围小质量比准圆形旋近中的完全相对论有限尺寸效应，包括自旋平方、自旋诱导四极和潮汐四极项，并提供了数值数据和后牛顿展开。
2026-10-16 gr-qc
GRMHD study of accreting massive black hole binaries in astrophysical environment: a review
本文综述了天体物理环境中大质量双黑洞合并理论表征的最新数值进展，重点介绍了通过求解耦合磁流体力学方程的爱因斯坦场方程来预测伴随引力波信号的可观测电磁对应物的广义相对论数值研究。
2024-01-04 astro-ph.HE gr-qc
Post-adiabatic waveform-generation framework for asymmetric precessing binaries
National University of Singapore（新加坡国立大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
本文提出一种非绝热波形生成框架，用于非对称预旋二体系统的引力波计算，通过第一后绝热阶方法，无需计算局部自力，实现通用自转和轨道配置的高效模拟。
2025-11-28 astro-ph.IM gr-qc
Adiabatic evolution of asymmetric binaries on generic orbits with new fundamental fields I: characterization of gravitational wave fluxes
Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所，格兰萨索国家实验室）；Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学物理系）；Dipartimento di Fisica, Università di Pisa（比萨大学物理系）；INFN, Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）；School of Mathematics and Statistics, University College Dublin（都柏林大学学院数学与统计学院）；INFN, Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）；School of Mathematical Sciences & School of Physics and Astronomy, University of Nottingham（诺丁汉大学数学科学学院与物理与天文学院）；Nottingham Centre of Gravity, University of Nottingham（诺丁汉大学引力研究中心）
本研究通过STORM代码计算非对称双星在广义相对论扩展中的引力波辐射特征，为构建更精确的波形模型和基础物理测试提供支持。
2026-09-11 gr-qc
Anisotropies in the astrophysical gravitational-wave background: Predictions for the detection of compact binaries by LIGO and Virgo
我们开发了一个详细的各向异性模型的天体物理引力波背景，包括两个恒星质量的黑洞，两个中子星，或每一个，预计将是最强的贡献在LIGO-Virgo频段的二进制合并。角谱的各向异性，量化的$C_\ell$组件，计算使用两种互补的方法：（i）一个简单的，封闭形式的解析表达式，和（ii）一个详细的数值研究，使用一个全天空模拟光锥星系目录的千年模拟。这两种方法在大角度尺度上非常一致，在较小尺度上相差一个阶数。这些各向异性的幅度要比宇宙微波背景的温度大得多，这证实了对这些各向异性进行建模是很重要的，并表明这是未来理论和观测工作的一个有希望的途径。
2018-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Extracting Astrophysical Information of Highly-Eccentric Binaries in the Millihertz Gravitational Wave Band
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；Mani L. Bhaumik Institute for Theoretical Physics, Department of Physics and Astronomy, UCLA（加州大学洛杉矶分校物理与天文学系马尼·L·巴乌米克理论物理研究所）；LIGO Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院LIGO实验室）；Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学物理系）；RESCEU, The University of Tokyo（东京大学RESCEU）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Parks Road, Oxford（牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心）；Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学物理与天文学系）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校天文与天体物理学系）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（西蒙斯基金会平顿研究所计算天体物理中心）
本研究通过分析高偏心致密双星在毫赫兹频段的引力波信号，展示了如何精确测量其轨道参数，并评估了LISA探测器的实际可探测性。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Massive black hole binaries in LISA: multimessenger prospects and electromagnetic counterparts
在未来的十年中，激光干涉仪空间天线（LISA）将探测$[10^4, 10^8] \, \rm M_{\odot}$到$z\sim10$范围内的大质量黑洞双星（MBHB）的合并。它们的引力波（GW）信号预计将伴随着电磁对应物（EMcp），由双星或残留BH上的气体吸积产生。在这项工作中，我们提出的EMCps的数量和特性（如红移和质量分布，视星等或流量）的联合检测LISA和一些代表性的EM望远镜。我们结合国家的最先进的天体物理模型的星系的形成和演化，建立MBHB目录，贝叶斯工具来估计从GW信号的二元天空位置的不确定性。利用天体物理模型中的额外信息，例如吸积气体的量和BH自旋，我们评估了软X射线、光学和无线电波段中预期的EM发射。总的来说，我们预测7和21 EMCps之间的4年的联合观测LISA和所考虑的EM设施，这取决于天体物理模型。我们还探讨了氢和尘埃遮蔽的光学和X射线发射的影响，以及无线电发射的准直：这些影响减少到EMCps的数量为2或3，这取决于天体物理模型，再次在4年的观测。大多数EMCps的特征是微弱的EM发射，这对未来望远镜的观测能力提出了挑战。最后，我们还发现，多模态天空位置后验分布的系统只代表少数情况下，并没有显着影响的EMCPS的数量。
2022-11-22 astro-ph.HE gr-qc
A Fog Over the Cosmological SGWB: Unresolved Massive Black Hole Binaries in the LISA Band
本文开发解析框架计算LISA频段内未分辨大质量黑洞双星产生的天体物理随机引力波背景，发现即使乐观扣除也会使宇宙学信号探测能力降低多个数量级，精确建模是实现LISA科学目标的前提。
2025-06-23 astro-ph.CO gr-qc
Hybrid waveform model for asymmetric spinning binaries: Self-force meets post-Newtonian theory
本文提出整合一阶自引力与后牛顿结果的 WaSABI-C 混合波形模型，无需数值相对论调参，即在中等至极端质量比自旋双星旋进中显著降低波形失配。
2025-10-17 astro-ph.HE gr-qc
Background information: a study on the sensitivity of astrophysical gravitational-wave background searches
本研究利用费舍尔信息对比传统互相关法与模板法两种引力波背景搜索的探测灵敏度，明确二者分别探测的宇宙红移范围，强调随机背景探测需结合贡献天体的评估。
2024-07-04 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The implications of stochastic gas torques for asymmetric binaries in the LISA band
本文利用流体动力学模拟生成LISA频段非对称质量比旋近的引力波波形，并用简化解析力矩模板进行贝叶斯参数估计，发现双星参数估计无偏但吸积盘力矩参数可能被误判，提示在利用简化模型推断吸积盘性质时需谨慎。
2025-05-27 astro-ph.GA gr-qc
Astrophysical Parameter Inference on Accreting White Dwarf Binaries using Gravitational Waves
本文用MESA模型与Fisher分析评估LISA对吸积白矮星双星参数的测量精度，表明结合电磁光度距离可约束各自质量和供体星半径。
2024-06-28 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Adding equatorial-asymmetric effects for spin-precessing binaries into the SEOBNRv5PHM waveform model
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）
本文提出改进的SEOBNRv5PHM_w/asym模型，通过引入自转进动双星的赤道不对称效应，提升了对引力波信号的预测精度和参数估计效果。
2026-03-11 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
A boosted Kerr black hole solution and the structure of a general astrophysical black hole
本文导出了描述增强型克尔黑洞相对于未来零无穷远处渐近洛伦兹坐标系的爱因斯坦真空场方程的解。该解有三个参数（质量、旋转和助推），对应于天体物理学上黑洞必须具有的最一般的配置;当助推参数为零时，它简化为克尔解。在这个解决方案中，能层是南北不对称的，主要的波瓣在与助推器相反的方向上。而作为黑洞结构核心的事件视界、柯西视界和环奇点则不随boost参数的变化而变化。与彭罗斯过程在非对称能层的天体物理过程可能产生的后果进行了讨论。
2017-05-24 gr-qc
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。
2014-02-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The Gravitational Wave Background From Coalescing Compact Binaries: A New Method
引力波是时空中以光速传播的扰动。对这种现象的研究是有趣的，因为许多宇宙学过程和天体物理学物体，如双星系统，都是引力辐射的潜在来源，在不久的将来，下一代干涉测量探测器可以探测到它们的辐射。关于天体物理学对象，一个有趣的情况是，当有几个源以这样一种方式发射时，存在信号的叠加，导致跨越宽范围频率的平滑频谱，即所谓的随机背景。本文研究了致密双星（即由中子星和黑洞组成的双星系统）在合并阶段产生的随机背景。特别是，我们通过采用在我们以前的研究中开发的新方法来获得这样的背景。
2015-04-24 astro-ph.CO gr-qc
Characterization of the stochastic signal originating from compact binaries populations as measured by LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）任务计划于21世纪30年代初发射，是一个空间引力波观测站，旨在探测毫赫兹波段的发射源。与目前的地基探测器相比，LISA数据预计将是一个信号为主，强和弱的引力波信号在时间和频率上重叠。天体物理总体模型预测了足够数量的信号在LISA波段混合在一起，形成一个不可分辨的前景噪声。在这项工作中，我们提出了一个通用的方法，用于表征前景信号来自一个给定的天体物理人口的合并紧凑型双星。假设理想化的检测器条件和完善的数据分析技术能够识别和消除明亮的来源，我们应用迭代过程，使我们能够预测不同水平的前景噪声。
2021-03-26 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Astrophysical Evidence for Black Hole Event Horizons
天文学家在X射线双星和星系核中发现了许多潜在的黑洞。这些黑洞通常被认定为质量太大而不可能是中子星。然而，直到最近，还没有令人信服的证据表明被确定为黑洞候选者的物体实际上有事件视界。这已经改变了广泛应用的一类吸积模型来描述流动的气体到紧凑的对象;对于这些解决方案，称为对流主导吸积流（ADAF），吸积恒星的黑洞性质，特别是它的事件视界，起着重要的作用。我们回顾的证据表明，在低光度，吸积黑洞的X射线双星和星系核包含ADAF，而不是标准的薄吸积盘。
1998-03-16 gr-qc
Impact of magnetism on gravitational waves emitted by compact galactic binaries in quasi-circular orbits
LISA（激光干涉仪空间天线）飞行任务将在0.1 mHz至1 Hz的低频带进行观测。在这种情况下，我们预计银河双星是占主导地位的（按数量）引力波信号源。考虑到星系双星是由宇宙中磁化最强的天体组成的（即，白矮星和中子星），LISA有望带来关于退化恒星内部磁性起源和性质的新信息。目前，数据处理假设银河系双星系统是非磁性的，在圆形轨道，这可能会导致潜在的偏差源的参数的确定，也是探测器的校准。在这项工作中，我们调查的影响，磁场对引力波发射的紧凑星系双星假设准圆形轨道。
2022-11-14 astro-ph.HE gr-qc
Bayesian analysis of LIGO-Virgo mergers: Primordial vs. astrophysical black hole populations
我们进行了彻底的贝叶斯分析的可能性，在引力波中看到的黑洞合并事件是原始的黑洞（PBH）合并。使用最新的合并率模型PBH二进制从对数正态质量函数，我们计算后验参数约束和贝叶斯证据使用的前两个观测运行的LIGO-Virgo的数据。我们占理论上的不确定性，由于周围的PBH，这可能会抑制合并率显着的二进制中断。我们还考虑了简单的天体物理学动机的模型，并发现这些是赞成决定性的PBH的情况下，量化的贝叶斯证据比。仔细注意参数先验和模型拟合质量的影响，我们表明，证据比可以通过比较预测的啁啾质量分布的数据来理解。我们确定了啁啾质量的后验预测分布作为区分模型的重要工具。与天体物理模型相比，所有合并都是PBH双星的模型是非常不利的，部分原因是过度预测了具有$\mathcal{M}_{\rm chirp} \gtrsim 40 \, M_\odot$的重系统，并且在观测质量范围内正偏度与观测结果不匹配。我们发现，通过增加一个最大的质量截止，双峰质量函数，或施加PBH二进制形式在晚些时候，拟合没有显着改善。我们认为，一个成功的PBH模型必须要么修改对数正态形状的初始质量函数显着或放弃的假设，所有观察到的合并双星是原始的。我们开发和应用技术分析PBH模型与引力波数据，这将是必要的强大的统计推断的引力波源样本大小的增加。
2020-12-11 astro-ph.CO gr-qc
Astrophysical Evidence for Black Hole Event Horizons
天文学家在X射线双星和星系核中发现了许多潜在的黑洞。这些黑洞通常被认定为质量太大而不可能是中子星。然而，直到最近，还没有令人信服的证据表明被确定为黑洞候选者的物体实际上有事件视界。这已经改变了广泛应用的一类吸积模型来描述流动的气体到紧凑的对象;对于这些解决方案，称为对流主导吸积流（ADAF），吸积恒星的黑洞性质，特别是它的事件视界，起着重要的作用。我们回顾的证据表明，在低光度，吸积黑洞的X射线双星和星系核包含ADAF，而不是标准的薄吸积盘。
1997-12-01 astro-ph gr-qc
Fishing massive black hole binaries with THAMES
稠密环境中的等级合并是中等质量黑洞（IMBH）双星系统形成的主要通道之一。我们预期所产生的大质量双星系统将呈现质量不对称性。发射的引力波（GW）携带来自高阶模式的显著贡献，因此由于不同模式的叠加而导致复杂的波形形态。此外，IMBH双星在LIGO探测器中表现出较低的合并频率和较短的信号持续时间，这增加了它们被错误分类为短持续时间噪声毛刺的风险。可以训练深度学习算法来区分噪声毛刺和短GW瞬变。我们提出了$\mathtt{THAMES}$ -一种基于深度学习的端到端信号检测算法，用于在先进的GW检测器中从准圆形近边缘，质量不对称的IMBH二进制中检测GW信号。我们的研究表明，它优于匹配滤波器为基础的$\mathtt{PyCBC}$搜索更高质量的非对称，近边缘的IMBH二进制文件。对于质量比$q \in (5, 10)$，灵敏体积-时间积的最大增益是$\mathtt{PyCBC-IMBH}$（$\mathtt{PyCBC-HM}$）搜索的5.24（2.92）倍，误报率为1/100年。与广泛的$\mathtt{PyCBC}$检索相比，该因子是$q \in (10,18)$的$\sim100$。体积灵敏度的这一飞跃的原因之一是它能够区分具有复杂波形形态和噪声瞬态的信号，清楚地展示了深度学习算法在引力波天文学领域探索复杂信号形态的潜力。对于当前的训练集，$\mathtt{THAMES}$相对于针…
2022-08-04 astro-ph.HE gr-qc
Distinguishing the Demographics of Compact Binaries with Merger Entropy Index
本文提出并合熵指数作为新判据，通过分析LVK目录事件，区分双黑洞及中子星-黑洞的形成通道，并成功识别GW190521为第二代并合、GW230529偏向中子星-黑洞事件。
2024-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Astrophysical Sources of Stochastic Gravitational-Wave Background
我们回顾了天体物理起源的随机背景的光谱特性，并讨论了它们的统计特性如何与原始贡献不同。我们表明，随机搜索与下一代的地面干涉仪可以把有趣的约束天体物理种群的物理性质，如椭圆率和磁场的磁星，或合并率的紧凑的双星。
2011-08-02 astro-ph gr-qc
Merger and Mass Ejection of Neutron-Star Binaries
中子星双星和黑洞-中子星双星的合并是地基引力波探测器最有希望的观测源之一，也是一种高能天体物理现象，在GW 170817事件中观测到的引力波和电磁波就说明了这一点。这些中子星双星的合并也是r-过程核合成最有希望的地点。完全广义相对论（数值相对论）的数值模拟是一种独特的方法，理论预测的合并过程，GWs发射，质量喷射过程，并导致EM发射。本文基于最新的数值相对论模拟结果，总结了我们目前对中子星合并和随后的物质抛射过程的认识。我们强调，数值相对论模拟的预测与GW 170817的光学和红外观测基本一致。
2019-08-06 astro-ph.HE gr-qc
PETRA: From the LISA global fit to a catalog of Galactic binaries
针对LISA全局拟合中源标签模糊问题，提出PETRA方法，通过后处理重标记样本最小化统计散度，构建包含源后验及天体物理起源概率的银河系双星目录，并在模拟数据上验证。
2025-10-27 gr-qc
GW190711_030756 and GW200114_020818: astrophysical interpretation of two asymmetric binary black hole mergers in the IAS catalog
Department of Physics, University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校物理系）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（印度塔塔基础研究院国际理论科学中心）；Center for Gravitational Physics, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校引力物理中心）；Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学物理与天文学系）；Chennai Mathematical Institute（金奈数学研究所）；Kavli Institute for Cosmological Physics, The University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）；School of Natural Sciences, Institute for Advanced Study（高等研究院自然科学院）；Department of Particle Physics & Astrophysics, Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所粒子物理与天体物理系）
本文分析了IAS目录中两个重要的双黑洞并合候选体，通过数值相对论代理模型推断其源属性和残余属性，发现两者均为非对称质量双星，并探讨了其天体物理意义。
2026-04-08 astro-ph.HE gr-qc
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。
2009-12-30 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Observing the dynamics of super-massive black hole binaries with Pulsar Timing Arrays
脉冲星定时阵列是利用引力波研究尚未探索的天体物理机制的主要工具。在这里，我们表明，从单独可分辨的超大质量黑洞双星系统的引力辐射的检测可以产生直接的信息的质量和自旋的黑洞，提供的引力波引起的时间波动在脉冲星和地球被检测到。这反过来又提供了一个引力场的非线性动力学的地图和一个新的途径来解决天体物理学中与超大质量黑洞的形成和演化有关的公开问题。我们讨论的潜力，这些意见的挑战和局限性。
2012-07-24 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the dark matter environments of black hole binaries with gravitational waves
在天体物理和原始起源的黑洞周围，当它们形成和成长时，会形成大的暗物质超密度。这种“黑暗的衣服”不可避免地会影响双星系统的动力学演化，并导致引力波形的失相，这可以用未来的干涉仪来探测。在本文中，我们介绍了一个新的分析模型，以快速计算引力波形的存在下，一个不断变化的暗物质分布。然后，我们提出了一个贝叶斯分析，确定何时可以区分打扮黑洞二进制从GR-在真空中的，以及如何以及他们的参数可以测量，以及如何接近他们必须是可检测的计划激光干涉仪空间天线（LISA）。我们表明，LISA可以明确区分黑暗的衣服从标准的二进制和表征周围的天体物理和原始黑洞的模型参数范围广泛的暗物质环境。我们的方法可以推广到评估的前景检测，分类和表征其他环境效应的引力波物理。
2022-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Drifting through the medium: kicks and self-propulsion of binaries within accretion disks and other environments
致密双星是引力波和电磁波探测器可以探测到的，对于我们理解天体物理环境和致密天体的组成是很重要的。有大量的工作致力于这种双星在背景介质中的演化，例如在共同包络演化、吸积盘和暗物质迷你尖峰中。在这里，我们将进一步探索在环境中演化的引力约束二进制文件。我们表明，耗散效应，如引力拖曳和吸积赋予的质心的非对称双星的动量。我们在数值上发展的二进制文件在牛顿设置和显示，根据介质密度，质心可以加速到高速度-在某些情况下$300\, {\rm km/s}$或更多-在inspiral，与潜在的可观察到的签名。我们的数值结果是完全一致的\textit{analytical}的结果CM的发展在一阶介质密度。
2020-08-03 astro-ph.HE gr-qc physics.flu-dyn
The power of SKA to Constrain cosmological gravitational-wave backgrounds below the astrophysical foreground noise
本研究提出利用宇宙学引力波触发暗物质致密子晕形成的机制，借助即将建成的SKA约束子晕丰度，从而在天体物理前景噪声下将纳赫兹/微赫兹频段的宇宙学引力波能谱约束到更低水平，收紧新物理模型参数空间。
2025-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stars or gas? Constraining the hardening processes of massive black-hole binaries with LISA
本文提出贝叶斯框架，结合大质量黑洞双星宇宙学模型与 LISA 模拟星表，通过参数估计和模型比较区分恒星或气体驱动的轨道硬化机制。
2025-01-07 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Orbital evolution of asymmetric binaries within accreting environments
École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA), Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院高级国立学院）；Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所，格兰萨索国家实验室）；Grupo de Relatividad y Gravitación, Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, Universidad Nacional de Córdoba（科尔多瓦大学数学、天文学、物理与计算学院相对论与引力研究组）；William H. Miller III Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学威廉·H·米勒三世物理与天文学系）
研究嵌入吸积盘的极端质量比旋近中相对论轨道动力学与环境效应的相互作用，通过Kerr测地线和吸积盘模型揭示两阶段演化：轨道面快速对齐与偏心率缓慢衰减，并强调相对论效应和盘结构的重要性。
2026-09-14 astro-ph.HE gr-qc
Asymmetric mass ratios for bright double neutron-star mergers
与双星合并的中子星GW 170817有关的放射性能量千诺瓦的发现是第一个--也是唯一一个--被证实的引力波事件的电磁对应物。然而，对晚期电磁辐射的观测与标准中子星合并模型的预期存在矛盾。虽然测量到的大量喷出物质量可能是由恒星组成质量不对称的祖先系统解释的，即质量比$q$为0.7-0.8，但已知的合并双中子星（DNS）系统的银河系人口（即那些将在数十亿年或更短的时间内合并的），到目前为止，只包括几乎相等质量的（$q > 0.9$）双星。PSR J1913+1102是一个DNS系统，在一个5小时的低偏心率（$e = 0.09$）轨道上，意味着轨道间隔为1.8个太阳半径，两颗中子星预计在4.7亿年后因引力波发射而合并。在这里，我们报告的质量的两个中子星，测量一个专门的脉冲星计时活动，$1.62 \pm 0.03$和$1.27 \pm 0.03$太阳质量的脉冲星和伴星中子星，分别与测量的质量比$q = 0.78 \pm 0.03$，它是最不对称的DNS在已知的合并系统。基于这种检测，我们的人口合成分析意味着，这种不对称的二进制文件表示合并DNS二进制文件的总人口的2和30%（90%的置信度）之间。这个群体中的一个成员的合并为GW 170817的异常特性提供了一个可能的解释，包括从该事件中观察到的kilonova发射。
2020-07-08 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Can we distinguish low mass black holes in neutron star binaries?
从合并的双中子星中探测到引力波代表了引力波天文学的另一个里程碑。然而，由于LIGO目前对波形的合并/衰荡部分不敏感，因此如果不考虑对底层紧凑物体种群的假设，就不能轻易排除这种信号由黑洞-中子星双星产生的可能性。我们回顾了一些可能产生低于3 $M_{\odot}$（大约是中子星最大质量的上限）的黑洞的天体物理通道，以及这些通道的现有限制。我们表明，由于中子星状态方程的不确定性，很难区分引力波从一个二元中子星系统，从黑洞-中子星系统具有相同的组件质量，假设先进的LIGO灵敏度。这种简并性可以通过积累来自许多事件的统计数据来打破，以更好地约束状态方程，或者通过对后期螺旋到合并后信号具有更高灵敏度的第三代探测器来打破。我们还讨论了可能的差异，电磁对应物之间的双中子星和低质量黑洞-中子星合并，认为这将是具有挑战性的明确区分这两个没有更好地了解潜在的天体物理过程。
2018-11-29 astro-ph.HE gr-qc
The role of natal kicks in forming asymmetric compact binary mergers
本研究使用COSMIC代码探究不对称致密双星并合的演化路径，发现第二颗致密天体坍缩时的natal kick是决定此类系统并合的关键，从而解释了不对称NSBH系统比BBH系统并合更频繁的原因。
2023-07-27 astro-ph.HE gr-qc
Assessing the performance of future space-based detectors: Astrophysical foregrounds and individual sources
Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；INFN - Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部）；Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学安东·潘内科克天文学研究所）；SRON Space Research Organisation Netherlands（荷兰空间研究组织）；Max Planck Institute for Astrophysics（马克斯·普朗克天体物理学研究所）
针对欧洲航天局2050年航行新任务概念征集，对文献中三种天基探测器任务设计μAres、AMIGO和十分之一赫兹天文台的观测潜力做初步估计，用迭代减法算法计算未解析引力波背景，通过测量信号数量和探索源特性研究最具吸引力的系统类型。
2026-07-17 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The optimal search for an astrophysical gravitational-wave background
大约每2-10分钟，一对恒星质量的黑洞就会在宇宙的某个地方合并。这些合并中的一小部分被LIGO和Virgo等先进探测器探测为单独可分辨的引力波事件。其余的贡献于随机背景。我们得出的统计最优搜索策略的背景下，未解决的二进制文件。我们的方法适用于贝叶斯参数估计所有可用的数据。使用蒙特卡罗模拟，我们证明了搜索是“安全”和有效的：它不会被欺骗的工具文物，如毛刺，它恢复模拟的随机信号没有偏见。考虑到现实的假设，我们估计，搜索可以检测到约一天的设计灵敏度数据与$\approx 40$月使用传统的互相关搜索的双黑洞的背景。这个框架独立约束的合并率和黑洞质量分布，打破了目前的互相关方法的简并。搜索提供了一个统一的框架，人口研究的紧凑型双星，这是铸造方面的超参数估计。我们讨论了一些扩展和概括，包括：应用到其他来源（如二进制中子星和连续波源），同时估计的连续高斯背景，和应用脉冲星定时。
2018-04-09 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Astrophysical Model Selection in Gravitational Wave Astronomy
引力波天文学的理论研究主要集中在可以从单个探测中提取的信息，例如双星系统的质量及其在空间中的位置。在这里，我们考虑如何从多个检测的信息可以用来约束天体物理人口模型。这个看似简单的问题是具有挑战性的高维性和高度的相关性的参数空间描述的信号，并通过天体物理模型的复杂性，这也可以依赖于大量的参数，其中一些可能不直接约束的观测。我们提出了一种约束人口模型的方法，使用层次贝叶斯建模方法，同时推断源参数和人口模型，并提供联合概率分布。我们说明了这种方法，考虑到约束，可以放置在人口模型银河白矮星双星使用未来的空间为基础的引力波探测器。我们发现，一个任务，能够解决约5000个最短周期的双星将能够限制人口模型参数，包括啁啾质量分布和特征星系盘半径在百分之几。这与现有的边界相比是有利的，在现有的边界中，对星系中恒星的电磁观测将盘半径限制在20%以内。
2012-09-27 astro-ph.CO gr-qc
A Dark Matter Probe in Accreting Pulsar-Black Hole Binaries
提出基于吸积脉冲星-黑洞双星的暗物质探针，通过高精度测量暗物质吸积进入黑洞引起的双星轨道相移，帮助排除暗物质模型并研究其本质。
2023-09-10 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Detection of astrophysical gravitational wave sources by TianQin and LISA
本文利用Fisher Matrix分析比较TianQin、LISA单独及联合探测多种低频引力波源的距离与参数测量精度，阐明联合探测及二者互补的价值。
2023-12-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Simulations of non-equal mass black hole binaries with spectral methods
本文介绍用伪谱方法模拟不等质量非自旋黑洞双星的技术和结果。具体地说，我们开发了一个有效的根的过程，以确保黑洞的初始数据具有所需的质量和自旋，我们扩展了双坐标框架方法和偏心去除非对称双星。此外，我们描述的技术来模拟合并的质量不等的黑洞。本文的第二部分介绍了非旋转的黑洞双星的质量比为2，3，4和6，覆盖15和22轨道，合并和衰荡的数值模拟。我们讨论了这些模拟的准确性，（最初为零）黑洞自旋的演变，和剩余的黑洞属性。
2012-10-17 gr-qc
Template bank to search for exotic gravitational wave signals from astrophysical compact binaries
针对广义相对论(GR)模板库无法有效探测双中子星非GR信号的问题，提出一种结合三维晶格放置与随机方法的混合构建法，生成了约15倍于传统库的非GR模板库，有效提升了目标空间内非GR信号的探测能力。
2024-06-25 astro-ph.IM gr-qc
On the point mass approximation to calculate the gravitational wave signal from white dwarf binaries
银河系中的双白矮星双星主宰着引力波天空，可以被像LISA这样的仪器探测到。大多数研究都是在假设二元白矮星系统可以用轨道上的两个点质量来代表的情况下计算预期的引力波信号。我们讨论了这种近似对于真实天体物理系统的准确性。对于圆轨道上的非相对论双星，引力波信号可以很容易地计算出来。我们表明，对于这些系统的质点近似是完全合理的，当单个恒星是轴对称的，而不管它们的大小。我们发现，从平滑粒子流体动力学模拟潮汐变形，罗什瓣填充白矮星，包括一种情况下，吸积盘存在时，得到的信号是一致的质点近似。在现实情况下，这种差异通常在1%或更低的水平，从而在二进制的推断参数中产生小的误差。
2012-06-04 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The spectral density of astrophysical stochastic backgrounds
本文推导致密双星并合随机背景的谱密度，阐明外部参数平均如何消除偏振，并量化有限源散粒噪声导致的偏振与各向异性。
2025-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Revealing the physics of r-modes in low-mass X-ray binaries
研究了低质量X射线双星中吸积中子星引力波驱动r模不稳定性的天体物理约束。我们使用最近的超流和超导性质的结果来推断这些中子星的核心温度，并显示所观察到的人口的多样性。简单的理论模型表明，这些系统中的许多存在于r模式不稳定区域内。然而，这显然与预期不符，特别是对于包含最快速旋转的中子星的系统。这种不一致性强调了重新评估我们对与r模不稳定性相关的许多物理领域的理解的必要性。我们总结了我们的理解的现状，我们讨论了未来的研究方向，可以解决这个困境。
2011-08-30 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing primordial black holes with anisotropies in stochastic gravitational-wave background
原始黑洞，如果被认为是冷暗物质的重要组成部分，则可以追溯到宇宙的非均匀大尺度结构。因此，随机引力波背景，起源于原始黑洞双星发射的未分辨信号的非相干叠加，预计将显示各向异性跨越天空。在这项工作中，我们调查的角度相关的各向异性的第一次，并证明他们的区别，从类似的信号产生的天体物理黑洞双星。我们仔细评估了相关的不确定性，由于散粒噪声和宇宙方差，并表明，在低频制度的研究信号可以区分从天体物理起源的信号。我们的研究结果是特别有前途的恒星质量范围内，合并起源的识别一直特别具有挑战性。
2022-12-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Characterizing accreting double white dwarf binaries with the Laser Interferometer Space Antenna and Gaia
我们展示了一种方法来充分表征质量转移双白矮星（DWD）系统与富氦（He）WD捐助者的基础上的质量-半径关系的He WD。使用一个模拟的银河系人口的DWDs，我们表明，施主和吸积物的质量可以推断为$\sim\, 60$系统观察到的激光干涉仪空间天线（LISA）和盖亚。这些系统中有一半将具有质量约束$Δ\,M_{\rm{D}}\lesssim0.2M_{\odot}$和$Δ\,M_{\rm{A}}\lesssim2.3\,M_{\odot}$。我们还展示了如何轨道频率的演变，由于天体物理过程和引力辐射可以解耦的总轨道频率的演变高达$\sim 50$这些系统。
2018-04-30 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Probing Primordial Stochastic Gravitational Wave Background with Multi-band Astrophysical Foreground Cleaning
原始随机引力波背景（SGWB）携带着早期宇宙物理学的第一手信息，可能包括暴胀效应、预热效应、宇宙弦效应、电弱对称破缺等。然而，致密双星的天体物理前景可能掩盖了SGWB，给探测和精确测量带来困难。在本文中，我们提出了一种前景清洗方法，利用引力波观测在其他频段。我们应用这种方法来探测与星载引力波探测器，如激光干涉仪空间天线（LISA）的SGWB。我们发现，来自致密双星（黑洞和中子星）的LISA波段天体物理前景的谱密度可以以10- 10级的精度预测，假设第三代GW探测器的10年观测，例如，宇宙探险家虽然这种多波段的方法不适用于二进制白矮星（BWD），通常合并之前，进入地面探测器的频带，我们限制我们的前景清理频率高于$\sim5$兆赫，所有银河系BWD可以单独解决LISA和形状的光谱密度的前景河外BWD可以重建和/或建模具有一定的不确定性。前景清理后，LISA对原始SGWB的灵敏度将大大提高，无论是两个LISA星座，其中SGWB可以通过互相关它们的输出测量或只有一个星座与三个航天器，其中SGWB可以通过对比信号通道和零通道的响应测量。
2020-10-14 astro-ph.CO gr-qc
Astrophysical Gravitational Waves in Conformal Gravity
本文研究了共形引力（CG）和大质量共形引力（MCG）下双星系统的引力辐射。CG可以解释没有暗物质的星系旋转曲线，这两个模型在量子引力的背景下都很有趣。在这里，我们表明，引力辐射发射的致密双星，使我们能够强烈约束这两个模型。我们工作在Weyl规范，它固定了模型的重标度不变性，并推导出线性化的四阶运动方程的度规，它描述了无质量和有质量的传播模式。在大引力子质量的极限下，MCG简化为广义相对论（GR），而CG则不是。坐标是固定的Teysandier规范表明，对于一个保守的能量动量张量的引力辐射是由于时间依赖的四极矩的非相对论性源，我们推导出两种模型的引力能量动量张量。我们将我们的研究结果应用到圆轨道上的密近双星的情况，在直接观测到引力波之前，密近双星已经被用来间接推断引力辐射的存在。作为一个例子，我们分析的二进制系统PSR J1012+5307，选择它的小偏心率。当引力子质量固定在CG中，使得观测到的星系旋转曲线可以在没有暗物质的情况下解释时，双星系统的引力辐射比GR小得多。因此，引力辐射不能解释双星系统的轨道衰变，并同时取代暗物质。我们还分析了MCG的大引力子质量，并得出结论，MCG可以描述与数据一致的紧凑型双星的轨道周期，因为它减少到GR的限制。
2018-04-23 gr-qc
