环境效应会破坏精密引力波天文学吗？
广义相对论与量子宇宙学
2014-06-17 v2 高能天体物理现象
摘要
[摘要节选] 不会，在广泛的一类情景下是这样。随着引力波 (GW) 天文学的到来，最终必须量化环境效应对 GW 信号的影响。在此，我们对两种对 GW 天文学极具意义的情况中由这些效应引起的修正进行了广泛调查：黑洞 (BH) 铃荡辐射和两个致密天体的旋进。我们考虑了各种效应，如：电荷、磁场、宇宙学演化、对广义相对论的可能偏离、火墙以及各种形式的物质，如吸积盘和暗物质晕。我们的分析预测了由外部质量分布决定的共振的存在，这些共振主导了并合/铃荡波形的极晚期行为。模式结构可能与真空情况截然不同，但在探测器相关的时间尺度上，BH 对外部扰动的响应保持不变。这是因为尽管真空 Schwarzschild 共振不再是系统的准正则模，它们仍在中间时间尺度上主导响应。我们的结果强烈建议，参数化搜索和铃荡搜索应至少使用双模模板。我们对致密双星的分析表明，对于大多数 eLISA 源，环境效应通常可以忽略不计，除了极少数特殊的极端质量比旋进情况。我们特别指出，对于几何薄盘，吸积和流体动力学阻力通常主导自力效应，而对于几何厚盘环境（这对 eLISA 最相关），它们可以安全地忽略。最后，我们讨论了对致密天体周围物质的无知如何意味着限制强场广义相对论偏离能力的内在局限。
引用
@article{arxiv.1404.7149,
title = {Can environmental effects spoil precision gravitational-wave astrophysics?},
author = {Enrico Barausse and Vitor Cardoso and Paolo Pani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.7149},
year = {2014}
}
备注
72 pages, 18 figures. Concise summary of this work can be found in accompanying paper posted on arXiv:1404.7140. v2: minor improvements and updates. Accepted for publication in PRD