广义相对论与量子宇宙学
[提交于 2025年7月1日
]
标题: 未来地面引力波探测器网络观测运行中轻型致密双星合并的探测概率
标题: Detection probability of light compact binary mergers in future observing runs of the current ground-based gravitational wave detector network
摘要: 尽管在LIGO-Virgo-KAGRA(LVK)引力波探测器网络的第四次观测运行(O4)期间尚未检测到双中子星(BNS)合并,尽管相对于O3结束时的时间体积(VT)增加了三倍以上,一个紧迫的问题是,在运行剩余部分检测到至少一次BNS合并的可能性有多大。 我在这里提出了一种简单且通用的方法来解决此类问题,这是在O4a和O4b部分运行之间的休整期间,LVK公共警报用户指南中所提出的预测的基础。 该方法同样适用于中子星-黑洞(NSBH)合并,其基础是简单的泊松统计以及对未来运行所覆盖的VT与之前运行所覆盖VT之比的估计。 该方法的一个吸引人的优点是其预测独立于合并致密双星的质量分布,而目前该分布非常不确定。 结果不出所料地表明,O4最后阶段最可能的结果是没有检测到任何BNS合并。 然而,检测到非零数量的可能性为34-46%。 对于NSBH合并,至少检测到一次的可能性为64-71%。 下一次观测运行O5的前景更加乐观,根据当前LVK探测器在运行中的目标灵敏度,预测的数值为$N_\mathrm{BNS,O5}=28_{-21}^{+44}$,NSBH检测数量为$N_\mathrm{NSBH,O5}=65_{-38}^{+61}$(中位数和90%对称可信区间)。 这里提出的计算也导致了LVK本地BNS合并率密度估计值的更新,该估计值考虑了到目前为止O4中未检测到BNS合并的情况,其数值为$2.8\,\mathrm{Gpc^{-3}\,yr^{-1}}\leq R_0\leq 480\,\mathrm{Gpc^{-3}\,yr^{-1}}$。
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