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天琴与 LISA 对天体物理引力波源的探测

广义相对论与量子宇宙学 2024-07-04 v2 高能天体物理现象 天体物理仪器与方法

摘要

天琴(TianQin)与 LISA 是计划于 2030 年代中期发射的星载激光干涉引力波(GW)探测器。两台探测器都将探测 around 102Hz10^{-2}\,{\rm Hz} 的低频引力波,然而天琴对高于这一共同最佳频段频率的灵敏度更高,而 LISA 对低于 102Hz10^{-2}\,{\rm Hz} 的频率更敏感。因此,天琴与 LISA 将能够探测相同的源,但根据源及其参数的不同具有不同精度。我们考虑一些最重要的天体物理源——大质量黑洞双星、恒星级黑洞双星、双白矮星、极端质量比旋进、轻与重中等质量比旋进,以及天体物理起源的随机引力背景——这些是天琴与 LISA 能够探测的。对每一类源,我们利用 Fisher 矩阵分析来考察其可探测距离(探测距离)以及参数测量精度(探测精度)。我们比较了三种探测方案(仅天琴、仅 LISA、LISA 与天琴联合探测)所得结果,突出了联合探测的收益以及天琴与 LISA 对天体物理源联合研究的贡献。特别地,我们考虑了两台探测器不同的取向、寿命与占空比,以探讨它们协同工作如何给出更完整的图景。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.16628,
  title  = {Detection of astrophysical gravitational wave sources by TianQin and LISA},
  author = {Alejandro Torres-Orjuela and Shun-Jia Huang and Zheng-Cheng Liang and Shuai Liu and Hai-Tian Wang and Chang-Qing Ye and Yi-Ming Hu and Jianwei Mei},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.16628},
  year   = {2024}
}

备注

49 pages, 63 figures