广义相对论与量子宇宙学
[提交于 2022年10月31日
]
标题: 自旋诱导四极矩搜索的降维波形
标题: Dimensionally Reduced Waveforms for Spin-Induced Quadrupole Searches
摘要: 我们提出了高度精确的、降维的引力波波形,用于其组成天体具有大自旋诱导四极矩的双星并合系统。 天体的自旋诱导四极矩首次出现在双星并合早期阶段的波形相位中,使其成为探测该天体内禀结构的一种相对清晰的探针。 然而,对于具有显著偏离克尔度规的四极矩的天体,使用双黑洞(BBH)模型进行搜索将是无效的。 为了实现计算上可行的搜索,我们提出了两种降维模型,这些模型源自于原始的六维后牛顿近似波形。 我们的降维方法基于后牛顿展开中的幂次计数、源物理的合适重新参数化以及截断相位中在大多数物理解释上合理的参数空间区域中较小的项。 此外,我们注意到大的四极矩偏差会导致双星系统达到最小结合能时的频率显著降低。 这个最小值标志着并合阶段的结束,并为后牛顿近似波形提供了自然截止点。 我们提供了这些频率截止点的准确解析估计。 最后,我们进行了注入研究以测试降维波形的有效性。 我们发现,超过$80\%$的注入具有$\varepsilon > 0.999$的有效性,显著高于通常所需的普通BBH银行的标准,适用于具有$|\chi_i| \lesssim 0.6$的组成天体自旋和$\kappa_i \lesssim 10^3$的无量纲四极矩的系统。 重要的是,这些波形代表了迈向有效搜寻具有大四极矩的天体物理对象的重要第一步。
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