利用偏心轨道致密双星引力波信号对旋进 - 并合 - 铃荡一致性检验的研究

旋进 - 并合 - 铃荡一致性检验（IMRCT）是 LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) 合作组织采用的一系列广义相对论（GR）检验之一。它以模型无关的方式用于搜索探测到的致密双星并合（CBCs）引力波（GWs）中偏离广义相对论的现象。该检验比较了从 CBC 信号的旋进部分和旋进后部分独立提取的源参数估计值，因此关键依赖于波形建模的准确性。目前的 IMRCT 实现通常使用准圆轨道波形，假设当发射的引力波进入 LVK 探测器网络频段时，双星的残余偏心率可忽略不计。在这项工作中，我们进行了详细研究，以调查可能导致 IMRCT 虚假违规的残余偏心率的典型量级。为此，我们针对一系列偏心率进行了注入活动，并分别使用准圆轨道波形和偏心轨道波形进行恢复。我们发现，对于类似 GW150914 的系统，若在轨道平均频率 $\langle f_{\text{ref}} \rangle=$ 25 Hz 处 $e_{\text{gw}} \gtrsim$ 0.04，当使用准圆轨道波形恢复时，偏心引力波信号会在 $\gtrsim 68\%$ 置信度下破坏 IMRCT。当 $\langle f_{\text{ref}} \rangle=$ 25 Hz 处 $e_{\text{gw}} =$ 0.055 时，违规变得更加严重（$\gtrsim 90\%$ 置信度）。另一方面，当使用偏心波形时，对于所有考虑的偏心率，IMRCT 均保持完好。我们还简要研究了双星分量自旋的大小和方向（平行/反平行）对 IMRCT 虚假违规程度的影响。因此，我们的工作证明了在广义相对论检验背景下需要精确的偏心波形模型。