Interacting compact binaries: modeling mass transfer in eccentric systems
讨论了含有一颗白矮星和一颗中子星的偏心双星（WD-NS双星）的质量传递。我们表明，这样的二进制文件产生的字段二进制以下一系列的质量转移事件，使白矮星形成之前的中子星。我们预测了与观测到的WD-NS双星J1141+6545类似的双星的轨道性质，并表明它们将经历从白矮星到中子星的幕式质量转移。此外，我们描述了油对水，一个两相SPH形式主义，我们已经制定了在这样的二进制模型的传质。
2011-10-19 astro-ph.HE
Preferential Accretion and Circumbinary Disk Precession in Eccentric Binary Systems
我们提出了一套高分辨率的流体动力学模拟的双星沉浸在环双星吸积盘（CBD）。第一次，我们调查的优先吸积率作为偏心率$e_{\rm b}$和质量比$q_{\rm b}$在密集采样的参数空间的函数，发现当与圆形双星相比，质量比增长更有效地在中等偏心轨道（$0.0 \lesssim e_{\rm b} \lesssim 0.4$）和高偏心率（$e_{\rm b} \gtrsim 0.6 $）抑制质量比的增长。我们认为，这种非单调的优先吸积行为可能会产生一个可观察到的恒星双星和大质量黑洞双星的质量比分布的变化。我们进一步发现，CBD的响应可以分为三个制度，这取决于偏心率和质量比：（i）CBD周围的圆形双星总是进动自由，而CBD周围的偏心双星要么（ii）进行强制进动或（iii）保持锁定在一个角度相对于二进制近心点。偏心双星的强迫进动与进动时间尺度上的单个吸积速率的强烈调制有关，这是具有短轨道周期的吸积双星中的一个潜在可观察到的签名。我们为我们的模拟套件提供了CBD锁定角和旋进率作为$e_{\rm b}$和$q_{\rm b}$的函数。
2022-11-21 astro-ph.HE
Prograde and Retrograde Gas Flow around Disk-embedded Companions: Dependence on Eccentricity, Mass and Disk Properties
我们应用三维流体动力学模拟来研究气体流模式的旋转方面的偏心同伴嵌入在一个吸积盘周围的主要主机。我们采样了广泛的伴侣质量比q和磁盘的纵横比h，并确认了一个通用的过渡从pendide（稳定的潮汐相互作用为主）逆行（背景开普勒剪切为主）circum-companion流时，轨道偏心率超过一个临界值et。对于亚热伴星，我们得到了et \sim h，而对于超热伴星，我们得到了et \sim（q/h）^1/3，并提出了统一这两种情况的经验公式.我们的研究结果还表明，ET是不敏感的湍流，在运动粘度项的形式建模的适度水平。在活动星系核吸积盘中的恒星质量黑洞（sBH）中，其绕恒星盘（CSD）旋转的分叉表明形成了一个几乎反排列的sBH群体，其与低自旋引力波（GW）事件的关系可以通过未来活动星系核盘中sBH演化的群体模型来更详细地探讨，利用我们对et的定量标度;在环行星盘（CPD）的背景下，我们的研究结果表明，在逆行CPD周围的偏心行星原位形成逆行卫星的可能性。
2022-10-24 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
An accurate analytical fit to the gravitational-wave inspiral duration for eccentric binaries
我提出了一个解析拟合的持续时间的两个点质量驱动的引力波发射的螺旋。在初始偏心率从0到0.99999的整个范围内，拟合精度在3%以内。
2021-11-05 astro-ph.HE gr-qc
The Formation of Eccentric Compact Binary Inspirals and the Role of Gravitational Wave Emission in Binary-Single Stellar Encounters
离心双星的螺旋和合并导致引力波形不同于那些产生的圆形合并双星。动态环境可以组装具有高偏心率和{ \it LIGO}波段内的峰值频率的双星。在本文中，我们研究了发生在稠密恒星系统中的双星-单星散射，它是偏心螺旋双星的一个来源。在致密双星和单个物体之间的许多相互作用的特征是混沌共振，其中双星-单个系统在达到最终状态之前经历许多交换。在这些混沌共振期间，一对物体经历非常接近的通道的概率不可忽略。在这些近距离的通道中，引力波（GW）辐射会将大量的轨道能量和角动量从系统中带走，在某些情况下，这意味着一个比束缚的第三体的轨道周期更短的螺旋时间。我们通过分析论证和包括GW损失在内的数值散射实验，推导出了这种动态螺旋结果的截面。我们发现，动态吸气的横截面的增长与增加目标二进制半长轴，$a$，并为等质量的二进制它的规模为$a^{2/7}$。因此，我们预计，广泛的目标双星主要有助于生产这些相对论性的结果。我们估计，偏心inspirals约占百分之一的动态组装非偏心合并二进制文件。虽然这些事件是罕见的，我们表明，二进制单散射是一个更有效的形成渠道比单单捕获生产偏心吸气二进制，即使是适度的二进制分数。
2013-08-13 astro-ph.HE
Eccentric Binaries Accreting from Thin Disks: Orbital Evolution
Institute for Advanced Study（高等研究院）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；University of Guelph（圭尔夫大学）
研究发现薄盘吸积的双星系统轨道演化具有高偏心率，影响引力波背景特性。
2025-12-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing Ultralight Bosons with Compact Eccentric Binaries
自旋黑洞通过超辐射过程可以大量产生超轻玻色子，并形成类氢光谱的束缚态。我们表明，这样的“引力原子”通常具有巨大的质量四极杆，并导致显着的轨道进动时，它与第二个紧凑的对象形成一个偏心二进制。动力学形成的黑洞双星或脉冲星-黑洞双星在它们的早期吸气期间是典型的偏心的。我们发现，大的轨道岁差可以在它们的引力波或脉冲星定时信号中产生明显的和可观测的信号。
2021-07-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Effect of orbital eccentricity on the dynamics of precessing compact binaries
本文利用[M]中导出的基于有效势的形式研究了一般双黑洞在偏心轨道上的进动动力学。Kesden等人，PRL { \bf 114}，081103（2015）]。这个有效势被用来将二元黑洞分为三种相互排斥的自旋形态。在螺旋阶段，双星从一种形态过渡到其他形态。利用后牛顿精确演化方程，研究了一个二元黑洞群体从初始分离的$1000\mathbf{M}$到最终分离的$10\mathbf{M}$的演化过程.我们发现，在适当的初始条件下，一个二进制的偏心率可以遵循三个不同的演化模式之一：（一）偏心率单调增加，直到最终分离，（二）偏心率上升后衰减到最小值，（三）偏心率单调减少整个inspiral。这种单调增长或达到某一最小偏心率后的增长是由于2 PN自旋-自旋耦合的作用。进一步，我们研究了偏心双星中的形态转变，发现这种双星从一个到另一个的转变概率与圆轨道中的相似，这意味着偏心率在进动双星黑洞的自旋形态演化中起着次主导作用.因此，我们认为，自旋进动动力学的形态分类是一个强大的工具，以限制形成通道的任意偏心率以及。
2019-10-22 astro-ph.HE gr-qc
Measurement Accuracy of Inspiraling Eccentric Neutron Star and Black Hole Binaries Using Gravitational Waves
在最近的一篇论文中，我们确定了偏心，旋进，非自旋，吸气，恒星质量的黑洞-黑洞（BH-BH）二进制的物理参数的测量精度为即将到来的第二代LIGO/VIRGO/KAGRA探测器网络在设计灵敏度使用Fisher矩阵方法。在这里，我们将研究扩展到广泛的双星质量，包括中子星-中子星（NS-NS），NS-BH和BH质量高达$110 \, M_{\odot}$的BH-BH双星。对于光度距离为$D_L$的NS-NS、NS-BH和BH-BH双星，在引力波频率为$10 \, {\rm Hz}$时，偏心率$e_{10 \,\rm Hz}$的测量误差在$(10^{-4}-10^{-3}) \times (D_L/ 100\,\rm Mpc)$范围内，如果$e_{10 \,\rm Hz} \gtrsim 0.1 $。对于事件的质量和距离类似于检测到的10 GW瞬态，我们表明，非零轨道偏心率可能会被检测到，如果$0.081 \lesssim e_{10 \,\rm Hz}$。因此，在设计灵敏度的LIGO/VIRGO/KAGRA探测器网络将有能力区分偏心波形和圆形波形。与圆形吸气星相比，我们发现对于具有BH伴星质量$\lesssim 40 \, M_{\odot}$的NS-NS和NS-BH双星，啁啾质量测量精度可以分别提高到$\sim 20$和$\sim 50-100$的一个因子。偏心源的识别可能会提供有关其天…
2019-01-16 astro-ph.HE
Observability of eccentricity in a population of merging compact binaries
Cardiff University（卡迪夫大学）
研究通过模拟合并紧凑双星群体，发现具有可测量偏心率的双黑洞群体在引力波探测中具有更高的中位数偏心率和信号噪声比。
2025-12-08 astro-ph.HE
Accurate and efficient waveforms for compact binaries on eccentric orbits
在地面探测器的灵敏度波段内发射引力波的致密双星在合并之前可能具有不可忽略的偏心率，这取决于形成的情况。我们建立了一个纯解析的频域模型，用于计算小偏心率轨道上致密双星发射的引力波，在零偏心率下，该模型简化为准圆后牛顿近似TaylorF 2，在小偏心率下，简化为Yunes等人（2009）的后圆近似。我们的模型使用的频谱近似（后牛顿）开普勒问题的轨道相位作为频率的函数建模，占离心率的影响高达${\cal{O}}(e^8)$在每个后牛顿秩序。我们的方法准确地再现了另一种时域偏心波形模型的偏心率$e\in [0, 0.4]$和二进制的总质量小于12太阳质量。作为一个应用程序，我们评估的信号振幅，偏心双星产生在不同的网络现有的和即将到来的引力波探测器。假设一个包含黑洞和中子星的偏心系统在共同运动的体积中均匀分布，我们估计第二代探测器，如先进的LIGO，每年可以探测到大约0.1-10个红移$z\sim 0.2$的事件，而爱因斯坦望远镜探测器阵列每年可以探测到数百个红移$z \sim 2.3$的事件。
2014-10-14 astro-ph.HE gr-qc
Binary microlensing by high eccentric stellar-mass black hole binaries
针对尚未确凿观测到银河系黑洞双星微引力透镜事件的问题，研究聚焦高偏心黑洞双星，通过两种方法验证模拟光变曲线的参数估计，证实可在1σ不确定度内还原参数，证明该类天体观测发现具备可行性。
2024-04-15 astro-ph.HE
Gravitational-wave phasing for low-eccentricity inspiralling compact binaries to 3PN order
虽然引力辐射会导致螺旋形的致密双星形成圆形，但各种天体物理学场景表明，当它们进入地面和空间引力波探测器的低频带时，双星可能具有小但不可忽略的轨道偏心率。如果不加以考虑，即使是很小的轨道偏心率也会在螺旋双星的质量参数中引起潜在的重大系统误差。引力波搜索模板通常依赖于准圆近似，其提供了3.5后牛顿（PN）阶的引力波相位的相对简单的表达式。准开普勒形式主义提供了一个优雅的，但复杂的描述后牛顿修正的轨道和波形的任何偏心率的吸气双星。在这里，我们专门的准开普勒形式主义的二进制低偏心率。在这个极限下，引力波相位的非周期性贡献可以明确地表示为频率或时间的简单函数，除了众所周知的圆双星公式外，几乎没有额外的复杂性。这些偏心相位校正计算到3PN阶和领先的标准PN近似的偏心率。对于各种各样的系统，这些偏心率校正会对扫过探测器频带的引力波周期数产生显著的校正。这是评估使用几种措施，包括修改的有用的周期。我们还评估了进入定相的周期项的作用，并讨论了它们如何可以被纳入到一些PN近似。虽然偏心扩展的PN近似是我们的主要目标，这项工作收集了各种结果，可能是其他人的兴趣建模偏心相对论性双星。
2016-06-29 astro-ph.HE gr-qc
Eccentricity Without Measuring Eccentricity: Discriminating Among Stellar Mass Black Hole Binary Formation Channels
我们展示了如何在LISA中的可观测的二进制数的影响，通过其对峰值引力波频率的影响，产生LIGO观测率所需的增强二进制数密度，以及偏心事件的降低信噪比。我们还演示了如何这些影响应该使人们有可能了解的偏心率分布和形成渠道作为频率的函数，即使没有明确的偏心率检测计数的二进制数。我们还提供了偏心双星的信噪比的简化计算方法。
2019-07-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Asymmetrical mass ejection from proto-white dwarfs and the formation of eccentric millisecond pulsar binaries
毫秒双星（MSP）被认为是低质量X射线双星（LMXB）的后代，后者经历了大量的质量转移和潮汐循环。因此，它们应该有非常圆的轨道。然而，几个偏心二进制MSP（偏心$e\sim 0.01-0.1$）的发现挑战了这一标准的图片。迄今为止，基于吸积引起的大质量白矮星坍缩、中子星-奇异星跃迁和环双星盘的形成，已经提出了三种模型。所有这些都受到各种不确定性的影响，并不完全符合观测结果。在这里，我们提出了一个替代模型，考虑到热核闪光对原WD的影响。我们假设，闪光导致不对称的质量喷射，这赋予了一个温和的踢上的原始WD。通过模拟具有多个壳闪光的二进制MSP的轨道变化，我们表明，它是可以重现所观察到的偏心率，只要反冲速度是几公里左右$^{-1}$。
2021-01-29 astro-ph.HE
Tidal Effects in Eccentric Coalescing Neutron Star Binaries
在LIGO/Virgo波段中，动态形成的致密天体双星可能仍然是偏心的。对于偏心双星中的中子星，其基模（f模）在近心处被激发，将轨道的能量转移到中子星的振荡中。我们这个系统的模型耦合的NS f-模式的演化的轨道演化的二进制，因为它循环和走向合并。NS f模式激发通常加速轨道衰减并提前来自系统的引力波信号的相位。我们计算了这种效应如何改变近心通道的时间，并研究了如何合并前的累积相移取决于系统的初始偏心率。这种相移可以是大得多的高偏心合并比圆形合并，并可用于探测NS状态方程。
2019-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Effective-one-body modelling of eccentric supermassive black hole binaries for Pulsar Timing Array
Université Paris Cité, CNRS（巴黎西大, 法国国家科学研究中心）
本文提出基于EOB方法的偏心双星引力波模型，用于PTA数据中的连续引力波搜索，揭示偏心双星对脉冲星定时残差的显著影响。
2025-11-24 astro-ph.HE gr-qc
Short Gamma-Ray Bursts and Gravitational-Wave Observations from Eccentric Compact Binaries
致密双星的合并，如中子星双星（BNS）、中子星-黑洞双星（NSBH）和黑洞双星（BBH），被认为是引力波（GW）源和短伽马射线暴（SGRB）理论模型的最佳候选者。基于对SGRB的观测，我们可以推导出这些紧双星的合并率，并研究随机GW背景（SGWBs）或与SGRBs关联的GW的共检测率（GW-SGRBs）。但在此之前，最重要的是从单个GW源获得GW频谱。通常假设GW谱来自圆轨道双星。然而，SGRB与其宿主星系的大空间偏移的观测意味着SGRB的祖先可能是由动力学过程形成的，并将与剩余偏心率合并。轨道偏心率对GW谱有重要影响，进而影响SGWB和GW-SGRB的联合探测率。我们的研究结果表明，从偏心致密双星SGWB的功率谱大大抑制在低频。特别是，来自具有高剩余偏心率的双星的SGWB将难以被检测到（高于$\sim100~\rm Hz$的检测频率）。对于GW-SGRB事件的共同检测率，在$e_{\rm r}$的一些特定范围内，它们可以是圆形情况的$\sim1.4$倍，但是对于高剩余偏心率（例如，BS的$e_{\rm r}>0.1$）。通常，BBH祖细胞产生的GW-SGRB事件分别比BNS和NSBH祖细胞高200倍和10倍。因此，具有低剩余偏心率和高总质量的双星将更容易被aLIGO探测到。
2017-12-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Eccentric Binary Neutron Star Search Prospects for Cosmic Explorer
我们确定的能力，宇宙探测器，拟议的第三代引力波天文台，检测偏心双星中子星和测量它们的偏心率。我们发现，对于匹配过滤器搜索，模板库构造使用的二进制在准圆轨道是有效的偏心中子星双星与$e_{7} \leq 0.004$（$e_{7} \leq 0.003$）CE1（CE2），其中$e_7$是二进制的偏心率在引力波频率为7赫兹。我们表明，随机模板放置可以用来构建一个匹配过滤器搜索的二进制文件具有较大的偏心率和构建一个有效的模板库二进制文件与$e_{7} \leq 0.05$。我们表明，在准圆轨道和偏心轨道的二进制搜索的计算成本是不是显着大于宇宙探测器比先进的LIGO，是与当今的计算资源。我们调查宇宙探险家的能力，以区分圆形和偏心双星。我们估计，对于信噪比为8（800）的双星，宇宙探测器可以在90%的置信度下区分圆形双星和偏心率为$e_7 \gtrsim 10^{-2}$（$10^{-3}$）的双星。
2021-09-17 astro-ph.HE gr-qc
On the behaviour of eccentric sub-pc massive black hole binaries embedded in massive discs
本研究利用PHANTOM模拟嵌入大质量盘中的大质量黑洞双星，发现临界偏心率非唯一值，且依赖于初始条件；质量比越不相等，临界偏心率范围越窄，并测量了优先吸积和粘性参数α，对引力波背景研究有启示。
2024-02-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
Amplification of superkicks in black-hole binaries through orbital eccentricity
我们提出了新的数值相对论模拟偏心合并黑洞与最初的反平行自旋躺在轨道平面（所谓的\emph{superkick}配置）。双星的偏心率使合并残余物的反冲力增加到$25\%$。能通量的增加是温和得多，因此这种反冲增强主要是由于在二元动力学的不对称性。我们的发现可能会对恒星质量黑洞在星团中的保留和星系宿主中的超大质量黑洞产生重要影响。
2020-01-23 astro-ph.HE gr-qc
Black Hole Mergers in Galactic Nuclei Induced by the Eccentric Kozai-Lidov Effect
大质量黑洞周围的核星团预计将大量存在恒星质量黑洞和黑洞双星。这些双星形成了一个以大质量黑洞为中心的三重系统。来自大质量黑洞的引力扰动能引起高偏心率激发。在这个过程中，偏心率可能接近1，近心距离可能变得足够小，以至于引力波发射驱动双星合并。在本文中，我们考虑一个简单的概念证明，并探讨偏心Kozai-Lidov机制不等质量双星的效果。我们用蒙特卡罗模拟方法模拟了在四极和八极长期扰动、广义相对论进动和引力波辐射下星系核中的BH-BH双星。对于标称数量的稳态BH-BH二进制文件，我们的模型给出了一个总的合并率$\sim 1 - 3$ $Gpc^{-3} yr^{-1}$，这取决于假设的密度分布。因此，我们的模型可能与其他动力学机制，如在球状星团或致密的核集群没有一个大规模的黑洞的BH双星的动力学形成和合并的竞争。我们提供了这些LIGO源在星系核的分布预测。
2018-02-14 astro-ph.HE
Prospects for detecting gravitational waves from eccentric subsolar mass compact binaries
由于它们的小质量，太阳下质量的黑洞双星必须是原始的起源，而不是恒星演化的结果。在早期宇宙形成后不久，原始黑洞就可以在与宇宙膨胀脱钩后形成双星。或者，原始的黑洞作为暗物质也可以在宇宙晚期由于动力学相遇和引力波制动而形成双星。这个通道的一个重要特征是，一些源在LIGO/Virgo波段保持非零偏心率的可能性。假设所有的暗物质都是具有δ函数质量分布的原始黑洞，在这个宇宙后期通道中形成的$1M_\odot-1M_\odot$二进制可以被高级LIGO和Virgo检测到，其设计灵敏度为$\mathcal{O}(1)$/年，其中$12\%(3\%)$事件的偏心率为10 Hz，$e^\mathrm{10Hz}\geq0.01(0.1)$，并且未检测到可以限制该模型内的二进制形成率。第三代探测器将有望在这个通道内探测到像$0.01 M_\odot$一样轻的太阳下质量偏心双星，如果它们占了暗物质的大部分。此外，我们使用模拟的引力波数据来研究使用具有高级LIGO设计灵敏度的准圆形波形模板库搜索偏心引力波信号的能力。对于匹配滤波目标搜索，假设双星的δ函数质量为$0.1(1)M_\odot$，并且偏心率分布来自这个宇宙后期形成通道，由于偏心率导致引力波信号的失配，与理想检测率相比，信号的$41\%(6\%)$将被错过。
2021-05-27 astro-ph.HE gr-qc
Modeling Gravitational Wave Modes from the Inspiral of Binaries with Arbitrary Eccentricity
本研究提出后牛顿框架，计算任意偏心率双星旋近引力波的傅里叶振幅，分析各模式贡献并确定最小模式集，为高效建模偏心波形提供理论与工具。
2025-10-07 astro-ph.HE gr-qc
Eccentricity of Long Inspiraling Compact Binaries Sheds Light on Dark Sirens
引力波的定域性和距离推断是暗警报作为宇宙学、天体物理学和基础物理学的精确探测器的两个关键因素。本文首次研究了偏心致密双星在中频（0.1- 10 Hz）波段发射的引力波的参数估计。基于一个DECIGO星系团（B-DECIGO）的结构，我们模拟了GWTC-3中五种典型的致密双星，其质量从$\mathcal{O}(1\sim100)~M_{\odot}$到10000000。对于每种类型的二进制文件，我们分配离散的偏心率从0到0.4，在0.1赫兹的$10^3$随机取向。偏心引起的多次谐波可以打破参数间的简并性。我们发现，偏心$e_0=0.4$，这些典型的二进制文件可以实现$\mathcal{O}(10^2-10^4)$改善的距离推断在近面对面的方向，相比圆形的情况。更重要的是，非零偏心率（$0.01\sim0.4$）可以显着改善典型的二元黑洞的源定位，大多数由$1.5\sim{3.5}$数量级。我们的结果表明，偏心率的显着意义的暗塞壬在中波段作为宇宙的精确探测器。
2022-10-31 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Non-adiabatic dynamics of eccentric black-hole binaries in post-Newtonian theory
Universitá 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）
本文提出新的非轨道平均方程，用于描述偏心非自转黑洞双星的轨道元素演化，克服了辐射反应规范的模糊性，并评估了轨道平均方程的有效性。
2026-04-10 astro-ph.HE gr-qc
Merging Compact Binaries Near a Rotating Supermassive Black Hole: Eccentricity Excitation due to Apsidal Precession Resonance
研究了在一个旋转的超大质量黑洞（SMBH）附近的三重结构中合并致密双星的动力学。我们包括各种广义相对论的影响，耦合的内轨道，外轨道和自旋的SMBH。在引力辐射引起的轨道衰变过程中，内双星会遇到“拱心进动共振”，并经历偏心激发。当内双星的拱点进动速率与外双星的拱点进动速率相匹配时，就会发生这种共振，这种进动由牛顿相互作用和各种后牛顿效应驱动。偏心率激励要求外轨道具有有限的偏心率，并且对于具有小的相互倾斜的三重体是最有效的，与充分研究的Lidov-Kozai效应相反。共振和相关的偏心率增长可能发生在双星发射低频带的引力波时，并且可能被未来的天基引力波探测器探测到。
2020-07-14 astro-ph.HE gr-qc
A geometric template bank for the detection of spinning low-mass compact binaries with moderate orbital eccentricity
针对准圆形模板库漏检中等偏心率旋转BNS/NSBH信号的问题，本文基于TaylorF2Ecc和全局平坦度量构建首个纳入质量、自旋与偏心率的几何模板库，将漏检率降至6%以下。
2025-02-04 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Evolution of inspiralling neutron star binaries: effects of tidal interactions and orbital eccentricities
动态形成的中子星双星在发射LIGO/VIRGO波段的引力波时可能具有显著的偏心率。我们使用一组混合方程研究了这种偏心吸气NS双星的潮汐效应。NS被建模为一个可压缩的椭球体，它可以非线性变形，由于潮汐力，而轨道演化处理与后牛顿（PN）理论高达2.5-PN阶。我们发现，在一般情况下，潮汐相互作用可以加速内旋，并导致轨道频率和相位的变化。对于圆形吸气，我们的计算再现以前的线性结果在大的二元分离，但纳入小分离的NS的动力学响应。对于偏心吸气，频率和相移在近心点通道附近有明显的振荡，并且振荡幅度随着偏心度的增加而增加。因此，GW相位也受到潮汐效应的显著影响。在合并时，GW的累积相移可以达到10弧度以上（对于典型的NS质量$1.4M_\odot$和半径11.6 km），远大于圆形螺旋的情况。虽然偏心NS合并的事件率可能很低，这种合并的检测可以提供一个有用的约束NS状态方程。
2020-09-17 astro-ph.HE gr-qc
Parameter Estimation for Eccentric Supermassive Black Hole Binaries with Pulsar Timing Arrays
Université Paris Cité, CNRS, Astroparticule et Cosmologie（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，粒子与宇宙学）
该研究针对偏心超大质量黑洞双体系统，利用脉冲星计时阵列的模拟数据开展注入-恢复研究，证实高频率下可测量其组分质量，明确低频下连续引力波与随机引力波背景的相关性，并开发出兼容 GPU 的高效贝叶斯推断软件，为真实数据应用奠定基础。
2026-08-10 astro-ph.HE
Discovering neutron stars with LISA via measurements of orbital eccentricity in Galactic binaries
本文利用多谐波外差贝叶斯方法分析模拟的偏心LISA信号，研究LISA通过测量银河系双星轨道偏心率识别含中子星系统的能力，并探讨质量简并破除、源误识别与重新分类问题。
2024-06-08 astro-ph.HE gr-qc
Eccentric neutron star disk driven type II outburst pairs in Be/X-ray binaries
Be星X射线双星是一种瞬变系统，它有两种不同的爆发类型。I型爆发发生在每个轨道周期，而II型爆发的周期和持续时间与双星系统的任何周期都无关。II型爆发可能是由高偏心Be星盘向中子星的质量转移引起的。一个充分错位的Be星递减盘经历长期冯齐佩尔-利多夫-科扎伊（ZLK）振荡的偏心率和倾角。观测表明，在某些系统中，II型爆发与第二个光度较低的爆发成对出现。我们使用数值流体动力学模拟，探索动态的高度错位磁盘周围形成的中子星作为一个后果的质量转移从Be星盘。我们发现，中子星磁盘也可能是ZLK不稳定的，偏心率的增长导致增强的吸积率到中子星，持续几个轨道周期，类似于II型爆发。我们认为，在一个II型爆发对，第一次爆发是由偏心Be星盘的质量转移，而第二次和较小的爆发是由偏心中子星盘。我们发现，在一对爆发之间的时间尺度可能是兼容的观测估计。
2021-12-09 astro-ph.HE
A Strange Star Scenario for the Formation of Eccentric Millisecond Pulsar/Helium White Dwarf Binaries
根据回收方案，毫秒双星（MSP）是从低质量X射线双星（LMXB）演变而来的。由于双星演化过程中的潮汐相互作用，它们的轨道预计是圆形的，正如大多数双星MSP所观察到的那样。有一些特殊的系统不符合这一情况。最近的三个例子是PSR J2234 $+$ 06、J1946 $+$ 3417和J1950 $+$ 2414，它们都是偏心轨道上的MSP，但质量函数与预期的He白矮星伴星兼容。这些MSPs可能是由大质量白矮星的延迟吸积引起的坍缩形成的，或者偏心率可能是由双星和环双星盘之间的动力学相互作用引起的。假设LMXB中吸积中子星的核密度可能达到夸克解除禁闭的密度，这可能导致从中子星到奇异夸克星的相变，我们证明了由于在相变过程中中子星的引力质量的突然损失，由此产生的MSPs可能具有偏心轨道.偏心率可以用合理的质量损失估计值来重现。这种情况也可能解释了已知最年轻的X射线双星Cir X $-$ 1的形成，它也拥有一颗在偏心轨道上的低场致密恒星。
2015-05-18 astro-ph.HE
Convergence of Fourier-domain templates for inspiraling eccentric compact binaries
空间探测器LISA可以观测到来自恒星质量黑洞双星早期螺旋的引力波，其中一些可能具有显著的偏心率。当前的重力波形模板仅对小轨道速度有效（即，在后牛顿膨胀中）和小初始偏心率$e_0$（“后圆形”膨胀）。我们通常定义$e_0$作为偏心率对应的轨道频率的$5 \text{ mHz}$，我们研究的收敛性能的频域inspiral模板，准确到2PN和顺序$e_0^6$的偏心率。我们计算所谓的“不忠”之间的完整的模板和“减少”模板通过删除一些条款中的定相系列，我们调查的条件下，系统误差是可以忽略不计的统计误差，我们研究的统计误差的收敛特性。通常，由于参数之间的相关性，偏心波形导致比圆形波形更大的统计误差，但是只要我们在定相中包括$e_0^2$阶或更高阶的项，误差估计就不会显著改变。
2019-09-12 astro-ph.HE gr-qc
The Shape of Eccentricity: Rapid Classification of Eccentric Binaries with the Wavelet Scattering Transform
University of Cambridge（剑桥大学）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Cardiff University（卡迪夫大学）
利用小波散射变换快速识别引力波信号中的偏心性，提高双星并合检测效率。
2026-08-27 astro-ph.HE gr-qc
Misaligned gas discs around eccentric black-hole binaries and implications for the final-parsec problem
研究了偏心超大质量黑洞（SMBH）双星周围低质量（Md /Mb = 0.005）错位气体盘的演化.这些预计将形成从随机取向的吸积事件到一个SMBH二进制形成的星系合并。当扩展的二进制和一个圆环之间的相互作用项四极的顺序和平均的二进制轨道，我们预计四个非旋进盘的方向：对齐或反对齐的二进制，或极轨道周围的二进制偏心率矢量与任何意义上的旋转。所有其他的方位都围绕这两个方位中的任何一个进行进动，其中极进动在高偏心率下占主导地位。这些预期得到了最初未对准的粘性环联星盘的平滑粒子流体动力学模拟的证实，导致在高度偏心联星周围形成极环，而不是圆联星周围的共面盘。此外，我们观察到光盘撕裂和暴力之间的相互作用差异旋进环盘显着破坏光盘结构，并导致气体下降到二进制的角动量很小。虽然来自极盘的吸积可能不会促进SMBH双星合并（解决“最后秒差距问题”），但通过引力弹弓喷射这种下落的低角动量物质是减少双星分离的可能机制。此外，这个过程作用于动力学时间尺度而不是粘性时间尺度，因此速度要快得多。
2015-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Eccentricity evolution of compact binaries and applications to gravitational-wave physics
对来自致密双星的引力波的研究主要集中在准圆周运动上，其基本原理是波的发射使轨道变圆。在这里，我们研究这个结果的一般性，当天体物理环境（例如，吸积盘）或其它基本相互作用。我们的动机是可能的电磁对应物的双黑洞合并和轨道，但也可能使用的偏心率作为吸烟枪的新物理。我们发现：i）辐射机制（包括标量、矢量和引力波）的反作用使轨道运动圆化。ii）相反，环境效应，例如吸积和动力摩擦，会增加双星的离心率。因此，这是辐射机制和环境效应之间的竞争，决定了偏心率的演变。我们研究这种竞争中的绝热方法，包括引力辐射和动力学摩擦力。我们证明了存在一个临界半长轴，在该临界半长轴以下，引力辐射主导运动，系统的偏心率减小。然而，从环境主导阶段继承的偏心率可能是相当大的，特别是可能影响LISA源。我们提供了GW190521类源的例子。
2021-01-11 astro-ph.HE gr-qc physics.space-ph
Generalized quasi-Keplerian solution for eccentric, non-spinning compact binaries at 4PN order and the associated IMR waveform
我们推导出与偏心、非旋转致密双星的保守动力学相关的开普勒型参数解的第四后牛顿（4PN）贡献。在计算解时忽略了由于4PN尾效应而产生的某些零平均振荡项。我们提供了明确的表达式参数的解决方案和各种轨道元素的守恒能量，角动量和对称质量比。正则微扰理论（连同Pade近似的技术）被用来将4PN非本地的时间尾效应的作用角的框架内。然后，我们采用由此产生的解决方案，以获得一个更新的吸气合并振铃（IMR）的波形模型的非旋转，适度偏心的黑洞二进制合并，受arXiv：1709.02007。我们更新的波形预期在与上述参考相似的参数范围内有效。我们还提出了一个相关的波形，它只使用后牛顿方程，因此只适用于螺旋阶段。该波形预期适用于比我们的完整IMR波形（其假设接近合并的二进制的圆化）大得多的偏心率范围（$e_t \lesssim 0.85$）。最后，我们进行初步的数据分析研究，探讨包括4PN的贡献的二元动力学的重要性，同时构建偏心合并的引力波形模板。
2022-04-17 astro-ph.HE gr-qc
Detecting Accelerating Eccentric Binaries in the LISA Band
LISA波段的许多引力波（GW）源都具有不可忽略的偏心率。此外，它们中的许多可以经历加速，因为它们存在于第三层中。在这里，我们开发的分析和数值方法来量化如何紧凑的二进制的偏心率提高了检测其特有的加速度。我们表明，广义相对论进动模式可以解开的二进制的加速度引起的频率偏移从啁啾质量引起的频率偏移GW模板拟合，从而放宽了信噪比的要求区分加速度的一个因素的$10\sim100$。此外，通过采用加速偏心致密双星的GW模板，我们可以提高加速度测量精度的$\sim100$的一个因素，相比于零偏心率的情况下，和检测源的加速度，即使它在观测时间内没有变化。例如，在LISA波段，中等偏心率的恒星质量双黑洞（BBH），在$\rm{SNR}=20$和$4$ yr的观测时间下，其加速度测量结果$\sim10^{-7}m\cdot s^{-2}$会产生误差，在这个例子中，即使BBH与$4\times 10^{6}\rm M_{\odot}$ SMBH相距$\sim1\rm pc$，我们也可以测量出BBH的特有加速度。我们的研究结果突出了偏心率的重要性，ISA波段的源，并显示了发展GW模板加速偏心紧凑双星的必要性。
2023-01-11 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Stochastic Gravitational Wave Background from Highly-Eccentric Stellar-Mass Binaries in the Milli-hertz 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）；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）
本文研究了毫赫兹波段高偏心（e≥0.9）恒星质量双星产生的随机引力波背景，发现其功率谱可能超过LISA仪器噪声，且主要由银河系内源主导，但通过有效搜索策略可将不可分辨噪声降低约两个数量级。
2026-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave inference for eccentric binaries: the argument of periapsis
双黑洞合并产生的引力波使我们首次能够直接观测到恒星质量的黑洞双星，并由此探索它们的形成通道。推断双星系统如何组合的方法之一是测量系统的轨道偏心率。目前的参数估计方法不包括偏心系统的所有物理效应，如自旋诱导的进动，高阶模式，以及近心点的初始参数：描述轨道椭圆方向的角度。我们探讨了近拱点幅角的变化如何改变引力波形，并研究了它对天体物理参数推断的影响。我们使用偏心自旋对准波形TEOBResumS和SEOBNRE来测量波形中的变化，因为近心点的幅角被改变。我们发现，近心点的论点可能已经影响了使用TEOBResumS进行的分析。然而，在可预见的未来，它很可能只适用于LIGO-Virgo-KAGRA观测到的最大声事件。在以前的低偏心率分析中，没有考虑近心点的变元，其系统误差可能很小。
2022-10-13 astro-ph.HE gr-qc
EFPE: Efficient fully precessing eccentric gravitational waveforms for binaries with long inspirals
在本文中，我们推导出一组运动方程的偏心轨道上的双星经历自旋诱导进动，可以有效地集成的辐射反应时标。我们找到了一个家庭的解决方案的计算成本提高了一个因素$10$ - $50$下降到$\sim 10$ ms每个波形的评估相比，通过直接集成的进动方程，保持了不匹配的顺序$10^{-4}$ - $10^{-6}$的波形持续一百万个轨道周期和一千个自旋引起的进动周期。我们表示它的参数，使解决方案经常在等质量限制，从而绕过了以前类似的解决方案的问题。我们指出的方法，在本文中提出的解决方案可以扰动，以考虑到一般的四极矩和后牛顿修正的进动方程的影响。这种新的波形，其改进的效率和准确性，使贝叶斯参数估计使用完整的自旋和偏心率参数体积的长期持续的inspiralling信号，如恒星起源黑洞二进制观测LISA。
2021-06-18 astro-ph.HE gr-qc
Tidal Disruption of Inclined or Eccentric Binaries by Massive Black Holes
在银河系中心的大质量黑洞（MBH）附近的双星，如Sgr A*，很容易受到潮汐破坏，并喷出一颗超高速恒星。我们研究这样的MBH和圆形双星一般的二进制方向和渗透深度（即二进制渗透到BH周围的潮汐半径）之间的相互作用。我们发现，对于非常深的穿透，所有的二进制被打乱时，二进制旋转轴大致朝向BH或它是在相反的方向。当双星自转轴与BH方向之间的夹角在π/4和3 π/4之间时，幸存的机会变得显著。当双星旋转轴垂直于BH方向时，存活机会高达$\sim$ 20 $\%$。对于非常浅的侵彻体，角度依赖性是相反的，在那里共面外侵彻体轨道具有最低的存活机会（或等效地最脆弱）。我们提供了数值拟合的破坏概率和能量增益在BH遇到作为穿透深度的函数。后者可以简单地重新换算的二进制质量，他们的初始分离和二进制BH的质量比，以评估在各种系统中的一个二进制成员的喷射速度。我们还调查了共面，偏心双星的MBH中断。结果表明，对于高偏心双星逆行轨道有一个显着增加的破坏概率和弹射速度相比，圆形双星。
2018-04-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
QuickGWecc: Fast Bayesian pipeline for searching eccentric binaries in pulsar timing array data
Foundation for Research & Technology – Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram（印度科学教育与研究学院特里凡得琅分校）；Washington State University（华盛顿州立大学）
研究旨在在脉冲星计时阵列数据中搜索相对论偏心轨道上单个超大质量黑洞双星的连续引力波，提出快速有效的贝叶斯管道QuickGWecc，扩展QuickCW框架，通过特殊参数更新方式提高效率，经模拟数据集验证，使偏心双星搜索在计算上可行。
2026-07-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Eccentric binary neutron star mergers
中子星双星提供了丰富的引力波和合并残留物方面的现象。然而，大多数广义相对论研究都是针对近圆双星进行的，除了正面碰撞。我们提出了第一个数值相对论调查的合并偏心等质量中子星双星探测之间的制度头和圆形。除了由轨道运动产生的引力波，我们发现，该信号还包含一个强大的组成部分，由于恒星振荡（f-模式）引起的潮汐力，扩展了经典的结果为牛顿双星。合并可以导致相当大的磁盘的数量级的10%的总初始质量。
2013-01-08 astro-ph.HE gr-qc
Method for detecting highly-eccentric binaries with a gravitational wave burst search
从高偏心双星黑洞（BBH）系统中探测到引力波（GW）可以深入了解它们的动力学和形成过程。到目前为止，所有的LIGO-Virgo BBH探测都是在最初发现时使用准圆形模板进行的。然而，最近的研究发现，其中一些系统与LIGO波段的高偏心率$e_{10 \textrm{Hz}} > 0.1$兼容，可能指向一个具有挑战性的源群。目前使用的低延迟搜索方法与地面GW探测器数据没有很好地装备检测高度偏心源。基于模板的匹配滤波器搜索需要精确的偏心波形模型，这是计算昂贵的。未建模的突发搜索被设计为检测局部过量功率，并且无法识别多个孤立的突发，因为这将源自单个高度偏心的BBH。因此，我们提出了一个基于信号的先验，可以纳入现有的GW突发搜索目标高度偏心BBH。我们的偏心爆发先验是基于Loutrel & Yunes（2017）描述的牛顿爆发模型。作为概念的证明，我们测试我们的方法对模拟数据，并发现，对于中间SNR $\sim3-6$信号使用偏心突发前更有效地定位GW突发相比，一个统一的前。
2021-09-24 astro-ph.HE gr-qc
Computing waveforms for spinning compact binaries in quasi-eccentric orbits
已经提出了几种方案，其中双黑洞的轨道进入引力波探测器的带具有显着的偏心率。为了避免错过这些信号或偏置参数估计，重要的是，我们考虑考虑偏心率的波形模型。计算自旋黑洞在准偏心轨道上螺旋运动所产生的后牛顿（PN）波形所需的成分已经在2 PN阶上存在了近20年，最近这项工作已经扩展到2.5 PN阶。然而，直接实现这些波形的计算成本很高，需要每个轨道许多步骤来演化耦合微分方程系统。在这里，我们采用的标准技术的分离的时间尺度和广义开普勒参数化的轨道产生有效的波形描述自旋黑洞二进制与任意质量和自旋准偏心轨道上的1.5 PN顺序。我们分离的快速轨道的时间尺度从缓慢的自旋-轨道进动的时间尺度，通过解决轨道运动在一个非内部的参考框架，遵循轨道进动。我们概述了一个计划，将我们的方法扩展到更高的后牛顿秩序。
2010-07-09 astro-ph.HE gr-qc
Parametrized tests of general relativity using eccentric compact binaries
本文提出两种将广义相对论参数化检验推广到偏心双星的方法，分别通过后牛顿阶偏心相位偏差参数和近星点进动速率偏差来约束偏离，并给出LIGO、LISA-CE及DECIGO的预期约束精度。
2024-12-28 astro-ph.HE gr-qc
Eccentric black hole mergers and zoom-whirl behavior from elliptic inspirals to hyperbolic encounters
在数值相对论中，我们对非自旋的等质量和不等质量黑洞双星在一般偏心轨道上的参数进行了研究。所考虑的线性动量范围从圆形轨道的动量到该值的十倍。我们讨论了在双曲和椭圆区的变焦旋转行为的不同表现形式。双曲线数据集适用于动态捕获场景（例如在球状星团中）。椭圆区的演化对应于超大质量黑洞双星可能的终态。我们现场变焦旋转行为的偏心率低$e\sim0.5$，即在预期范围内的偏心率在大规模黑洞双星星系合并和双星星系中心附近。由此产生的重力波形揭示了丰富的结构，这将有效地打破参数空间中的退化，改善参数估计。
2012-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
