大质量比极限下的双黑洞并合：超双曲层方法与零无穷远处的波形

我们计算并分析了一个大质量比极限下的双黑洞系统发射到未来零无穷远处的引力波形。我们考虑了从准绝热旋进到俯冲、并合和铃宕的过渡。相对论动力学由领先阶质量比的、5PN重求和的有效单体（EOB）解析辐射反作用驱动。为了计算波形，我们在类空叶状结构上求解时域中的Regge-Wheeler-Zerilli方程，该叶状结构在包含小黑洞运动的区域与标准史瓦西叶状结构一致，并且是全局超双曲的，使我们能够通过紧致化将未来零无穷远处包含在计算域中。这种方法称为超双曲层方法，本文首次在双黑洞系统发射引力辐射的研究中对其进行讨论。我们考虑了由五个质量比 $\nu=10^{-2,-3,-4,-5,-6}$ 表征的双星系统，这些是空间基或第三代引力波探测器的主要目标。我们展示了有限半径波形与零无穷远处波形之间的显著相位差异。我们在我们的背景下测试了数值相对论波形中常规应用的外推程序的可靠性。我们给出了引力波发射对并合残余体施加的引力反冲的更新计算。作为方法的自洽性检验，我们展示了5PN EOB重求和的机械角动量损失与在零无穷远处计算的引力波角动量通量之间极好的分数一致性（即使在俯冲期间）。还给出了关于不稳定圆轨道发射辐射的新结果。