用于可比质量比到大质量比黑洞双星引力波信号的代理模型
广义相对论与量子宇宙学
2020-04-29 v2 高能天体物理现象
计算物理
摘要
来自致密天体物理源（如 LIGO 和 Virgo 所观测到的源）的引力波信号需要高精度、基于理论的波形模型来分析所记录的信号。当前的旋进-并合-铃宕模型仅校准到中等质量比，从而限制了它们对高质比双星系统信号的适用性。我们提出 EMRISur1dq1e4，一个降阶代理模型，用于时长 13,500M、包含多个谐波模式、质量比从 3 到 10,000 变化的非自旋黑洞双星系统的引力波波形，由此大幅扩展了超出当前模型的参数范围。该代理模型在点粒子黑洞微扰理论（ppBHPT）生成的波形数据上训练，涵盖大质量比和可比质量比双星。我们观察到，通过将 ppBHPT 的总质量参数重新标度，简单地将 ppBHPT 应用于可比质量比情形所生成的引力波波形与完整数值相对论的结果惊人地吻合良好。这一观察与 EMRISur1dq1e4 代理模型将使得高质比 regime 的数据分析研究成为可能，包括来自 LIGO/Virgo 的潜在中等质量比信号以及未来天基天文台 LISA 所关注的极端质量比事件。
引用
@article{arxiv.1910.10473,
title = {A Surrogate Model for Gravitational Wave Signals from Comparable- to Large- Mass-Ratio Black Hole Binaries},
author = {Nur E. M. Rifat and Scott E. Field and Gaurav Khanna and Vijay Varma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.10473},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 4 figures; includes improved modeling of the subdominant modes and a comparison to a high-mass ratio NR simulation; EMRI surrogate model is now publicly available at bhptoolkit.org