宇宙弦环的相干引力波波形与记忆效应

我们首次在完整广义相对论中构建了强引力阿贝尔-希格斯宇宙弦环坍缩的时域引力波应变波形。我们表明，应变在并合过程中表现出大的记忆效应，以爆发结束，并在黑洞形成时伴随特征铃宕。此外，我们研究了作为弦宽、环半径和弦张力 $G\mu$ 函数的波形与发射能量。我们发现，质量归一化的引力波能量对弦张力的倒数表现出强依赖性 $E_{\mathrm{GW}}/M_0\propto 1/G\mu$，在 $G\mu\gtrsim10^{-3}$ 的区间内，$E_{\mathrm{GW}}/M_0 \sim {\cal O}(1)\%$ 达到百分之一量级。反之，我们表明其效率仅对初始弦宽和初始环半径有弱依赖性。利用这些结果，我们认为引力波产生由运动学而非几何学因素主导。