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基于地面探测器网络利用偏心旋进双体并合进行源定位的精度研究

广义相对论与量子宇宙学 2019-12-11 v1

摘要

引力波参数估计与源定位问题是引力波天文学中的关键问题。在二代地面探测器灵敏波段内由致密双体并合发出的引力波可能具有不可忽略的偏心率。因此,研究双体源的偏心率如何影响其定位精度(以及信噪比)并使之提高是一个有趣的话题。在这项工作中,我们继续使用增强的后圆波形模型来研究这一效应。利用 Fisher 信息矩阵方法,我们确定了三个地面探测器网络的源定位精度。正如预期,网络中探测器越多,源定位精度改善越明显。我们发现,对于大总质量(M40MM\ge 40M_\odot)双体,三种网络下精度也随偏心率增大而显著提高。对于小总质量(M<40MM<40 M_\odot)双体,该效应可忽略。对于更小总质量(M<5MM<5 M_\odot)双体,在某些取向下精度随偏心率增大甚至可能变差。这一现象主要源于由偏心率增大所引发的高次谐波模式频率与探测器灵敏带宽的吻合程度。对于 100M100 M_\odot 黑洞双体,当偏心率从 0.00.0 增长到 0.40.4 时,改善因子总体上约为 22。对于 22M22 M_\odot 黑洞双体和 2.74M2.74 M_\odot 中子星双体,改善因子小于 1.11.1,且在某些取向下可能小于 1。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.04455,
  title  = {Accuracy of source localization for eccentric inspiraling binary mergers using a ground-based detector network},
  author = {Hsing-Po Pan and Chun-Yu Lin and Zhoujian Cao and Hwei-Jang Yo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.04455},
  year   = {2019}
}

备注

18 pages, 18 figures, to match the published version in PRD