将有效单体引力波波形与高精度数值数据进行对比

我们继续推进在有效单体（EOB）框架内构建高精度、保真解析波形的计划，以描述旋进并合双黑洞（BHs）发射的引力波信号。我们展示了一种新近引入的小质量比极限下重求和的 3PN 精度 EOB 四极矩波形的可比质量版本。我们将该波形的相位和振幅与加州理工学院 - 康奈尔小组近期发表的高精度数值相对论（NR）模拟结果进行对比，该模拟涉及一个旋进等质量双黑洞系统，持续 15 个轨道。我们发现，新 EOB 波形与已发表的数值数据在相位和振幅上均表现出惊人的吻合。更具体地说：(i) 在引力波（GW）频域 $M\omega <0.08$ 范围内，其中一个未重求和的“泰勒近似”（T4）波形的相位与数值相对论结果吻合良好，我们发现 EOB 相位同样表现优异；(ii) 在更高的 GW 频率 $0.08<M\omega\lesssim 0.14$ 范围内，泰勒 T4 近似开始与 NR 相位显著偏离，我们证明 EOB 相位仍能与 NR 相位保持良好吻合。我们进一步提出了多种调节 EOB 波形两个旋进灵活性参数 $a_5$ 和 $v_{\rm pole}$ 的方法，以使 EOB 预测与数值数据“最佳拟合”。我们发现，在此情况下，EOB 与 NR 之间的最大去相位可在整个模拟跨度（30 个 GW 周期）内降低至 $10^{-3}$ 个 GW 周期以下。我们的重求和 EOB 振幅与 NR 振幅的吻合度远优于任何先前考虑的未重求和后牛顿振幅。