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数据驱动下的解析与数值并合双星波形比较:无自旋情形

广义相对论与量子宇宙学 2008-11-26 v2

摘要

我们将通过数值演化无自旋双黑洞获得的波形,与地面探测器在引力波搜寻中目前使用的后牛顿 (PN) 模板族进行了比较。我们发现,包含旋进阶段的时域 3.5PN 模板族,对于总质量 M = 10 ~ 20 Msun 的双星系统,其拟合因子 (FFs) >= 0.96。包含旋进、并合和铃宕阶段的时域 3.5PN 有效单体模板族,对于总质量 M = 10 ~ 120 Msun 的双星系统,给出了令人满意的信号匹配性能,FFs >= 0.96。如果我们引入一个适当调整至最终黑洞铃宕频率的截止频率,我们发现 3.5PN 阶的频域稳相近似模板族对于总质量 M = 10 ~ 20 Msun 的双星系统,其 FFs >= 0.96。然而,为了在更大的双星质量下获得高匹配性能,我们需要将该模板族扩展至参数空间的非物理区域,或在频域引力波相位中引入 4PN 阶系数。最后,我们发现现象学的 Buonanno-Chen-Vallisneri 模板族在总质量 M=10 ~ 120Msun 范围内具有 FFs >= 0.97。主要分析使用了 LIGO 的噪声功率谱密度,但部分测试扩展到了 VIRGO 和 advanced LIGO 的噪声功率谱密度。

引用

@article{arxiv.0704.1964,
  title  = {A data-analysis driven comparison of analytic and numerical coalescing binary waveforms: nonspinning case},
  author = {Yi Pan and Alessandra Buonanno and John G. Baker and Joan Centrella and Bernard J. Kelly and Sean T. McWilliams and Frans Pretorius and James R. van Meter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0704.1964},
  year   = {2008}
}

评论

19 pages, 17 figures, added references, corrected typos, changed figure 16

R2 v1 2026-06-28T23:57:16.117Z