一种用于非自旋黑洞双星的多极有效单体模型

我们引入\TEOBiResumSM{}，一种在有效单体(EOB)框架内构建的非自旋旋进-并合-铃宕波形模型，其包含了主导四极$(\ell,|m|) = (2,2)$之外的引力波形模式。该模型包含：(i) 对进入EOB重求和波形的因子化波形振幅$\rho_{\ell m}^{\rm orb}$的改进Pad\'e重求和，其中对多数包含至$\ell=6$的多极，3PN、依赖质量比的项和测试质量极限项在相对阶至6PN处混合；(ii) 利用Simulating eXtreme Spacetimes (SXS)合作组最新、误差可控的非自旋数值相对论(NR)波形，对进入EOB相互作用势的有效5PN函数$a_6^c(\nu)$的改进确定；(iii) 多极铃宕的NR启发式唯象描述。该表示源自19个质量比达$m_1/m_2=18$的NR波形以及测试质量波形数据，虽未包含模式混合效应。此处考虑的穿过并合与铃宕的NR补全高阶模式为：$(\ell,|m|) = \lbrace (2,1), (3,3), (3,2),(3,1),(4,4), (4,3),(4,2), (4,1),(5,5)\rbrace$。为简洁，其他至$\ell=8$的次主导模式由相应的、纯解析的因子化并重求和EOB波形近似。为尝试估计模型的一些潜在解析不确定性，我们还将6PN混合Pad\'e重求和$\rho_{\ell m}$与以往EOB工作中使用的标准$3^{+2}$PN泰勒展开形式的效果进行对比。针对SXS波形、包含至$\ell=m=5$的所有NR补全模式，总质量$M$满足$50 M_{\odot} \leq M \lesssim 200 M_{\odot}$的双星的最大不保真度$\bar{F}$始终$\lesssim 2\%$。