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AthenaK 模拟 GW150914 双黑洞合并事件

广义相对论与量子宇宙学 2025-09-03 v2

摘要

我们使用 GPU 加速代码 AthenaK 对 GW150914 进行新的双黑洞模拟计算。我们采用孤立事件面 formalism 计算最终残留物的属性,通过 Cauchy 特征提取获取未来平坦无穷远处的引力波信号。我们将结果与模拟极限时空 (SXS) 和罗切斯特理工学院 (RIT) 团队针对同一事件获得的结果进行比较。我们在残留质量、自旋和惯性速度方面与 SXS 和 RIT 结果取得了良好一致。对于引力波信号的主导 (,m)=(2,2)(\ell,m)=(2,2) 模态,我们发现最大相位偏移为 Δϕ0.35\Delta \phi \simeq 0.35,幅值差异为 ΔA/A0.4%\Delta A/A \simeq 0.4\%。我们使用新计算的波形重新分析 GW150914 数据,得到的脉搏质量、亮度距离和倾斜角后验分布与半解析波形模型获得的结果基本一致。这一工作证明了 AthenaK 在多轨道双黑洞合并模拟中的可行性。包括所有必要输入文件和复现结果的分析脚本的分步教程已可在 GitHub 上获取。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.06838,
  title  = {AthenaK simulations of the binary black hole merger GW150914},
  author = {David Radice and Rossella Gamba and Hengrui Zhu and Alireza Rashti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.06838},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 6 figures, accepted to the special issue "Gravitational Wave Physics and Astrophysics Ten Years After GW150914" of CQG