基于时间与频率多声部分解的极端质量比旋进绝热波形
广义相对论与量子宇宙学
2024-04-01 v5 高能天体物理现象
摘要
我们通过将一系列波形快照“缝合”成一条长旋进波形来计算极端质量比旋进(EMRIs)的绝热波形,每个快照对应一条特定的测地线轨道。我们表明,复杂的总波形可视为若干“声部(voices)”之和。每个声部在长时间尺度上以简单方式演化,这一性质可用于高效生成忠实编码 EMRI 系统性质的波形模型。我们考察了多种不同轨道几何的例子:球轨道、赤道偏心轨道,以及一个一般(倾斜且偏心)轨道的实例。据我们所知,这是首个使用强场辐射反作用的通用 EMRI 波形计算。我们考察了时域与频域中的波形。尽管 EMRIs 演化足够缓慢,使得傅里叶变换的驻相近似(SPA)有效,但对某些声部必须将 SPA 计算做到更高阶,因为其瞬时频率可能从向前啁啾()变为向后啁啾()。我们开发的方法最终可扩展至更完整的 EMRI 波形模型,例如纳入绝热近似所忽略的效应,如保守自力与自旋-曲率耦合。
引用
@article{arxiv.2102.02713,
title = {Adiabatic waveforms for extreme mass-ratio inspirals via multivoice decomposition in time and frequency},
author = {Scott A. Hughes and Niels Warburton and Gaurav Khanna and Alvin J. K. Chua and Michael L. Katz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.02713},
year = {2024}
}
备注
31 pages, 17 figures. Update: corrected a sign error in a term in Eq. (B5). This factor was correct in the related code, it was purely a typo in the manuscript. An erratum to PRD has been submitted. Many thanks to Angelica Albertini for bringing this error to our attention. Update 2: corrected a missing factor of $m$ in Eq. (3.30)