Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > astro-ph > arXiv:2505.22745

帮助 | 高级搜索

天体物理学 > 宇宙学与非星系天体物理学

arXiv:2505.22745 (astro-ph)
[提交于 2025年5月28日 ]

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

Authors:Mohit Raj Sah, Akash Maurya, Suvodip Mukherjee, Prayush Kumar, Vida Saeedzadeh, Arif Babul, Chandra Kant Mishra, Kaushik Paul, Thomas R. Quinn, Michael Tremmel
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。
摘要: The stochastic gravitational wave background (SGWB) in the nanohertz (nHz) regime, detectable by pulsar timing arrays (PTAs), offers a promising avenue to probe the cosmic population of supermassive black hole binaries (SMBHBs). These SMBHBs are expected to retain substantial eccentricity throughout their evolution due to their formation history. In this study, we propose a new modeling scenario of the nHz SGWB by incorporating the eccentricity of SMBHBs into a multi-scale adaptive simulation-based framework. We employ a time-domain eccentric waveform model, \esigmahm{}, to generate realistic gravitational wave (GW) signals from an astrophysical population of SMBHB, including physical effects from sub-parsec scales to Gpc scales. The eccentric inspiraling binary, unlike circular binaries, emits GW signal in multiple frequencies. As a consequence, the SGWB energy density in each frequency bin is not independent; instead, the presence of eccentricity introduces a spectral correlation between different frequencies. We show that these spectral correlations are absent for circular binaries but become increasingly significant for populations with higher eccentricities. Our novel approach can capture this effect and opens up the window towards measuring this with a high signal-to-noise ratio with future observations. This work develops the frontier of nHz signal modeling using eccentricity at small scales and can model realistic nHz signal, which will be essential for robust inference from future observations to shed light on the astrophysical properties of SMBHBs.
评论: 21页,9幅图
主题: 宇宙学与非星系天体物理学 (astro-ph.CO) ; 高能天体物理现象 (astro-ph.HE); 广义相对论与量子宇宙学 (gr-qc)
引用方式: arXiv:2505.22745 [astro-ph.CO]
  (或者 arXiv:2505.22745v1 [astro-ph.CO] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.22745
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Mohit Raj Sah Mr. [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 5 月 28 日 18:04:48 UTC (2,611 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
astro-ph.CO
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-05
切换浏览方式为:
astro-ph
astro-ph.HE
gr-qc

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | Disable MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号