极端质量比旋近在共振附近的动力学扰动

极端质量比旋近（EMRIs）——即一个致密天体绕一个质量大得多的（如星系中心）黑洞运行的系统——既作为探测星系核环境的新手段而备受关注，其波形也是对 Kerr 度规的精密检验。本工作聚焦于第三体对 EMRI 系统造成的外部扰动效应。当内部天体穿过与外部天体的共振时，该扰动对轨道的影响最为显著，并导致守恒量（能量、角动量和 Carter 常数）或等价地作用量的改变，进而引起波形随时间的后续相位偏移累积。我们提出了一种计算共振穿越期间作用量变化的一般方法，适用于 Kerr 时空中的一般轨道。我们表明，这些变化与两体发射的引力波形（以视界处和 $\infty$ 处 Weyl 标量 $\psi_4$ 的振幅量化）在对应共振频率上相关。这使我们能够计算各体的作用量变量变化，而无需直接计算显式的度规扰动，因此我们可以通过调用现有的黑洞扰动理论代码来完成计算。我们展示了我们的计算能够探测静态与动力学极限下的共振相互作用。我们计划将这一技术用于未来对 EMRIs 中第三体效应及其对 LISA 波形潜在影响的研究。