双黑洞引力波的探测能力：进动与高阶模式的影响

当前双黑洞搜寻中使用的引力波模板忽略了轨道面进动和高阶模式的影响。尽管这种忽略似乎不影响对质量比和自旋与 GW150914 相似的源的探测，即使总质量 $M > 200M_{\odot}$；但我们表明，对于在探测器参考系中测得的质量比 $q \geq 4$ 且 $M>100M_{\odot}$ 的双星，这会导致灵敏体积的大幅损失。对于进动最强的情形，即使源正对探测器也是如此。定量上，我们表明上述忽略可导致约 $\sim15\%$ 的灵敏体积损失，在最坏的研究情形中可达 $>25\%$。损失估计是通过评估当前双黑洞搜寻中使用的 SEOBNRv2-ROM 双自旋模型对数值相对论计算的进动双星引力波信号的有效性得到的。我们得出结论，对于 $q \geq 4$ 的源，对质量大于 $M>100M_\odot$ 的双黑洞进行可靠搜寻需要考虑高阶模式和进动的影响。当 Advanced LIGO 达到设计灵敏度时，后者似乎尤为必要。