引力波二元系统中紧凑天体的性质与构成表征

天体物理观测指向紧黑洞（BH）存在的强有力证据。尽管如此，是否存在能够从观察角度模拟黑洞的异星紧凑天体（ECOs），尚无把握。在经典广义相对论（GR）中，视界是黑洞的定义性特征，防止任何位于其内的事件 causally 影响外部宇宙。利用引力波（GW）信号从紧凑二进制坍缩（CBCs）中区分黑洞与无视界紧凑天体的探索，可以通过利用潮汐加热（tidal heating, TH）现象来帮助，其中通过视界参数在二进制波形中留下痕迹。首先，我们研究了这些参数在轨道阶段的可测性。然后，为了扩展对更重二进制的研究，我们构建了一个由后牛顿（post-Newtonian）计算用于轨道相位和幅度中包含潮汐加热效应的数值相对论数据用于合并-环路部分的引力波。该新模型在与数值相对论数据进行比较时，显示出在波形准确性上的改进。在紧凑天体彼此靠近时（即在晚期轨道阶段），潮汐加热的效应更强，为更精确地识别天体提供了可能性。我们从二进制黑洞的数值相对论数据中展示了如何对晚期轨道阶段的潮汐加热进行建模，并利用这种知识来测试是否是模仿黑洞的无视界紧凑天体。这些研究在确定LIGO和未来地面引力波探测器可检测的整个质量范围内天体的性质方面具有重要意义。