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双黑洞自旋进动与章动的分类学

广义相对论与量子宇宙学 2021-06-15 v2 高能天体物理现象

摘要

自旋未对齐的双黑洞通常会引起轨道角动量 L\bf{L} 绕总角动量 J\bf{J} 的进动与章动。这些现象在双星旋进至并合过程中调制了所发射引力波的相位与振幅。我们引入了一种涵盖所有已知现象的“双黑洞自旋进动分类学”,随后给出描述一般进动的五个新现象学参数,它们构成了未来引力波波形模型的潜在构建模块。这些参数为进动振幅 θL\langle\theta_L\rangle、进动频率 ΩL\langle \Omega_L\rangle、章动振幅 ΔθL\Delta\theta_L、章动频率 ω\omega 以及进动频率变化 ΔΩL\Delta\Omega_L。我们研究了这五个参数在旋进过程中的演化,并探讨了其在各向同性自旋源下的统计性质。特别地,我们发现 L\bf{L} 的章动在高自旋(χ0.5\chi \gtrsim 0.5)与中等质量比(q0.6q \sim 0.6)的双星中最为显著。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.03894,
  title  = {A taxonomy of black-hole binary spin precession and nutation},
  author = {Daria Gangardt and Nathan Steinle and Michael Kesden and Davide Gerosa and Evangelos Stoikos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.03894},
  year   = {2021}
}

备注

14 pages, 6 figures, 1 table. Accepted in PRD