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偏心率还是自旋进动?区分引力波数据中的次级效应

高能天体物理现象 2026-01-05 v3 广义相对论与量子宇宙学

摘要

偏心率与自旋进动是引力波天文学中的关键观测量,共同编码了致密双星天体物理形成以及相对论两体问题精细细节的宝贵信息。然而,这两种效应在发出的信号中可相互模仿,引发了关于其可区分性的问题。由于目前尚无法同时推断偏心率与自旋进动的存在,当前最先进的的分析假设数据中可能仅存在二者之一。在此设定下,要对任一效应作出可信识别需要满足什么条件?我们展示了在真实LIGO/Virgo噪声中的模拟参数推断研究,研究了与自旋进动或偏心率双星黑洞并合一致的事件,并在假设两种效应中任一种可能起作用的条件下进行恢复。我们量化了偏心率与自旋进动的可区分性如何随可见轨道周期数增加而提高,证实信号必须足够长才能使两种效应可分。该阈值依赖于注入的源,其中倾角、偏心率与有效自旋起着关键作用。特别是,对于类似GW190521的注入,我们发现无法可信地区分偏心率与自旋进动。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.07528,
  title  = {Eccentricity or spin precession? Distinguishing subdominant effects in gravitational-wave data},
  author = {Isobel M. Romero-Shaw and Davide Gerosa and Nicholas Loutrel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.07528},
  year   = {2026}
}

备注

7 pages, 1 figure. Comments welcome