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含噪波形:气体嵌入引力波源的多频带谐波内容

高能天体物理现象 2022-02-16 v2 星系天体物理 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们分析了随机力矩涨落对具有中等和极端质量比的气体嵌入源的轨道演化及引力波 (GW) 辐射的影响。我们证明了气体驱动的涨落会在双星系统的引力波中印刻额外的谐波内容,我们将其称为含噪波形 (DWs)。我们发现 DWs 具有三个有趣的观测前景,前提是力矩涨落确实持续存在于当前流体动力学模拟的分辨率极限之外。首先,DWs 可以产生显著的随机引力波背景,与其他引力波噪声源相当。其次,即使净力矩涨落在轨道时间尺度上平均后消失,额外谐波所暗示的能量通量也能在激光干涉空间天线 (LISA) 源中引起可探测的长期相移。最后,脉冲星计时阵列 (PTAs) 可探测到的中红移 nHz 超大质量双星的 DWs 可能会在 mHz 频段被探测到,从而产生一种新型的 PTA-LISA 多频带引力源。我们的结果表明,寻找 DWs 及其效应可能成为探测最重黑洞及其周围吸积盘物理学的一种新方法。我们发现这些结果进一步证实了在未来引力波探测器数据流中主动寻找环境效应的许多令人兴奋的前景。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.09097,
  title  = {Dirty waveforms: multiband harmonic content of gas-embedded gravitational wave sources},
  author = {Lorenz Zwick and Andrea Derdzinski and Mudit Garg and Pedro R. Capelo and Lucio Mayer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.09097},
  year   = {2022}
}

备注

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