通过引力波区分极端质量比旋进中的致密天体
广义相对论与量子宇宙学
2025-01-27 v3
摘要
极端质量比旋进(EMRIs)是天基引力波(GW)探测器的 promising 引力波源。EMRI信号通常持续时间长,从数月到数年不等,因此需要高度精确的引力波信号模板以用于探测。在大多数波形模型中,EMRI中的致密天体被视为检验粒子,未考虑其自旋、质量四极矩或潮汐形变。本研究中,我们通过引入致密天体的自旋与质量四极矩来模拟EMRI的引力波信号。利用费雪信息矩阵(FIM)评估了这些模拟波形的参数估计精度,发现自旋、潮汐诱导四极矩与自旋诱导四极矩均可被测量,精度在到之间,尤其在质量比约为时。假设“真实”引力波信号源自一个延展体旋进至超大质量黑洞,我们计算了检验粒子波形模板与包含致密天体自旋和四极矩的我们模型之间的信噪比(SNR)与贝叶斯因子。结果表明,致密天体的自旋可在所有天体类型中产生可探测的波形偏差,而潮汐诱导四极矩仅对白矮星显著,尤其在接近中等质量比的情形下。然而,自旋诱导四极矩对波形影响可忽略。因此,我们的发现表明,有可能将原初黑洞与白矮星区分开来,并且在某些条件下,中子星也可与原初黑洞相区分。
引用
@article{arxiv.2209.01110,
title = {Distinguishing compact objects in extreme-mass-ratio inspirals by gravitational waves},
author = {Lu-Jia Xu and Shu-Cheng Yang and Wen-Biao Han and Xing-Yu Zhong and Run-Dong Tang and Yuan-Hao Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.01110},
year = {2025}
}
备注
24 pages, 9 figures