基于切比雪夫多项式的致密二进制系统引力波探测新模板

我们引入一种新的致密二进制系统引力波探测模板，其基于第一类的切比雪夫多项式。这些多项式具有良好的收敛性，同时与难以捕捉的 minimax 多项式紧密相关。在本研究中，我们仅限于测试质量 regime，即在施瓦西黑洞周围沿圆形赤道轨道运动的测试粒子。我们的目标是从黑洞扰动理论的后牛顿展开开始，对数值引力波通量函数进行建模。我们引入了一种新的切比雪夫逼近方法，由于称为切比雪夫经济学化的过程，给出的模型优于基于后牛顿或帕德方法的模型。对新通量函数的图形检查显示，它对数值通量的拟合效果极佳，但更重要的是，我们发现在最后稳定轨道处，误差降低至 < 1.8%，在所有近似阶数上均如此。我们还发现使用切比雪夫近似构建的模板总体上给出更好的拟合因子，一般 > 0.99，以及更小的误差，< 1/10%，在所有近似阶数上，对比于基于数值通量和轨道能量函数的精确表达式构建的 fiducial 精确波形，Chirp 质量估计误差更小。我们还展示了在测试质量情况下，新的切比雪夫模板在所有近似阶数上都优于 PN 和 Pade 近似模板，尤其是在较低近似阶数时。