在共转参考系中比较非进动和进动黑洞双星的引力波

先前的解析和数值计算表明，在每一时刻，进动黑洞双星的辐射与非进动类似源的辐射非常相似。在本文中，我们定量探讨了这种对应关系的有效性和局限性，从大约两百次通用黑洞双星并合模拟的大量集合中提取辐射，分别在模拟参考系和跟踪进动的共转参考系中进行。在一阶近似下，基于使用基准探测器（此处为 advanced LIGO）和源总质量 $M$ 定义的带限频率区间内的相似性，共转参考系波形与非进动类似源相似。通过将注意力限制在质量 $M\in 100, 1000 M_\odot$ 范围内，我们确保我们的比较仅对我们模拟的晚期旋进、并合和铃荡信号敏感。在这个质量区域内，我们的每一次进动模拟都可以用 \texttt{IMRPhenomB} 现象学波形族中某个物理上相似的成员进行拟合，拟合度优于 95%；大多数拟合效果显著更好。低质量和高质量下的最佳拟合参数对应于自然的物理极限：并合前轨道和并合后受扰黑洞。我们的结果表明，通过在合适的非惯性参考系中观察合适的非进动双星的辐射，可以导出具有物理动机的合成信号。虽然这是一个良好的一阶近似，但进动系统具有非进动模拟无法复现的自由度（即横向自旋）。我们量化了这些缺失的自由度在多大程度上限制了合成进动信号在探测和参数估计中的实用性。