并合非进动自旋黑洞双星的一种新有效单体描述

我们提出了一种新的、可调节的有效单体（EOB）模型，用于描述具有任意质量比和排列自旋的并合黑洞双星的运动与辐射。我们形式体系中最新颖的特征是引入并系统使用了（规范不变的）“离心半径”$r_{c}$概念。在自旋小质量比极限下，用$r_{c}$表示的主径向势与通常的史瓦西势$1-2M/r_{c}$差异极小（且仅为乘性差异）。这激发了一种将有限质量比形变与自旋形变相结合的新乘性方法。在这项探索性工作中，我们考虑了自旋 EOB 模型的一个最小版本（本质上仅包含两个可调参数：一个在哈密顿量中，一个在波形中），并针对 SXS 合作组生成的十五个等质量、等自旋波形样本对其（主导模）波形进行了校准，覆盖无量纲自旋范围$-0.95\leq \chi \leq +0.98$。在整个自旋范围内，数值相对论与 EOB 的相位差异保持非常小（$\lesssim \pm 0.15$ rad）。