天体物理学 > 宇宙学与非星系天体物理学
[提交于 2025年5月28日
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标题: 偏心超大质量双黑洞系统的纳赫兹引力波信号的精确建模:稳健探测的关键步骤
标题: An Accurate Modeling of Nano-Hertz Gravitational Wave Signal from Eccentric Supermassive Binary Black Holes: Essential Step Towards a Robust Discovery
摘要: 纳赫兹(nHz)频段的随机引力波背景(SGWB),可通过脉冲星测时阵列(PTAs)探测到,为探索宇宙中超大质量黑洞双星(SMBHBs)的群体提供了一条有前景的途径。 由于其形成历史,这些SMBHBs在其演化过程中预计会保留显著的偏心率。 在这项研究中,我们提出了一种新的nHz SGWB建模场景,通过将SMBHBs的偏心率纳入多尺度自适应模拟框架中。 我们采用时域偏心波形模型\esigmahm{}来从超大质量黑洞双星的天体物理群体生成真实的引力波(GW)信号,包括从亚秒差距尺度到Gpc尺度的物理效应。 与圆形双星不同,偏心的双星在多个频率上发射GW信号。 因此,每个频率区间的SGWB能量密度并非独立;相反,偏心的存在在不同的频率之间引入了光谱相关性。 我们表明,对于圆形双星而言,这些光谱相关性不存在,但对于偏心率更高的群体变得越来越显著。 我们的新方法能够捕捉这一效应,并开启了以高信噪比测量它的窗口,未来观测可实现这一点。 本研究利用小尺度上的偏心率推动了nHz信号建模的前沿领域,可以模拟现实的nHz信号,这对于从未来的观测中获得对SMBHBs天体物理性质的稳健推断至关重要。
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