二次引力中标量化黑洞双星旋进引力波中的偶极潮汐效应

来自并合双星黑洞（BH）的引力波（GW）使得在高度非线性、动力学机制下对爱因斯坦广义相对论（GR）之外的引力理论进行前所未有的检验成为可能。此类 GW 测量需要对替代引力模型中可能浮现的 GW 特征进行准确描述。本工作中，我们聚焦于 GR 的高阶曲率扩展一类，即标量-高斯-博内理论，其中 BH 可发展出标量毛发。在旋进双星系统中，这导致动力学与辐射中出现标量诱导的潮汐效应。我们通过基于后牛顿、高阶曲率与潮汐修正展开的近似方案，计算了主导的绝热偶极潮汐效应。该潮汐效应依赖于一个特征标量 Love 数，我们利用 BH 扰动论予以计算，且其随 GW 频率的标度与高阶曲率修正相同。我们执行案例研究以刻画这些效应的净大小与参数依赖性，表明在低频下，对于当前界限内的小耦合，无论总 BH 质量如何，潮汐效应均主导于高阶曲率贡献，而在高频下它们为次主导。我们进一步考量观测这两类机制的前景，这对于打破参数简并有趣，可通过 LISA 与地基探测器的多波段探测或仅 Einstein Telescope 实现。我们还通过数值求解能量平衡定律评估了这些机制间转变的频率范围。我们的结果凸显了具标量毛发的 BH 之偶极标量潮汐效应的重要性，其出现在若干 GR 之外的范式中，并为改进对高斯-博内理论的 GW 约束提供了即用输入。