基于最小假设的核心坍缩超新星引力波脉冲的专用频率分析

Yi Shuen C. Lee; Marek J Szczepańczyk; Tanmaya Mishra; Margaret Millhouse; Andrew Melatos

doi:10.1103/kg3l-dtxc

基于最小假设的核心坍缩超新星引力波脉冲的专用频率分析

高能天体物理现象 2025-10-03 v1 广义相对论与量子宇宙学

作者: Yi Shuen C. Lee , Marek J Szczepańczyk , Tanmaya Mishra , Margaret Millhouse , Andrew Melatos

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摘要

核心坍缩超新星( CCSNe )的引力波(GW)辐射提供了关于其爆发前内部过程的洞察. 理论预测 CCSNe 爆发由水动力学不稳定性驱动，如站立性吸积冲击不稳定性(SASI)或中子星驱动对流, 且模拟显示这些机制在低频( $\lesssim 0.25 \,{\rm kHz}$ ) 释放 GW. 因此, 对低频 GW 的检测或缺失情况对于约束 CCSNe 爆发机制具有重要意义. 本文引入专用频率框架, 旨在针对 GW 脉冲检测采用带通分析进行跟踪. 主要目标是研究低频(LF)跟踪分析是否在实际观测情景下约束 CCSNe 爆发模型. 分析数据集由来自第五次观测运行(O3)的 Advanced LIGO 数据中注入的五个 CCSNe 模型波形组成, 这些模型包含由 SASI 和/或中子星驱动对流引起的不同强度的低频 GW 辐射. 符合基准检测显著性要求的 LF 跟踪候选事件通过一致波浪探测器(cWB)算法识别. 采用 BayesWave 算法进行 LF 跟踪分析. 两种方法均对信号形态作最小假设. 结果表明, 成功检测到 CCSNe 的 LF 跟踪分析可约束其爆发机制. 专用频率框架还具有其他应用. 作为演示, 对 SN 2019fcn 超新星搜索中最显著的触发器采用高频(HF)分析进行跟踪, 其在 $256 \,{\rm Hz}$ 以下的能量可忽略不计, HF 分析成功提升了其检测显著性.

关键词

引力波核心坍缩超新星低频分析带通分析 BayesWave

引用

@article{arxiv.2510.01614,
  title  = {Dedicated-frequency analysis of gravitational-wave bursts from core-collapse supernovae with minimal assumptions},
  author = {Yi Shuen C. Lee and Marek J Szczepańczyk and Tanmaya Mishra and Margaret Millhouse and Andrew Melatos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.01614},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 9 figures, accepted for publication in Physical Review D

基于最小假设的核心坍缩超新星引力波脉冲的专用频率分析

摘要

关键词

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备注

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