II 型强引力透镜效应对广义相对论检验的影响

双黑洞（BBH）并合的引力波（GW）观测为在强场区域检验广义相对论（GR）提供了独特的机会。为确保这些检验的可靠性，必须识别并处理潜在的误差来源，特别是那些源于引力波数据分析中所用波形模型缺失物理效应的误差。本文研究了由强引力透镜效应引起的这些检验中的潜在偏差，该效应目前尚未纳入广义相对论检验的标准框架中。在几何光学近似下，强透镜效应会产生三种类型的像：I 型、II 型和 III 型。虽然 I 型和 III 型像不会使信号失真，但 II 型像会引入特征性的相移，对于具有高阶模式、进动或偏心率的信号，这种相移可能会模拟出广义相对论的偏差。我们评估了四种标准广义相对论检验对模拟的 II 型透镜 BBH 信号的响应，包括两种参数化检验（TIGER 和 FTI）、修正色散关系检验以及旋进-并合-铃宕一致性检验。我们关注总质量为 $20M_{\odot}$ 和 $80M_{\odot}$、无量纲自旋为 0.5 和 0.95 的双星进动波形，并使用 LIGO-Virgo 网络的设计 A+ 灵敏度考虑固定的 25 信噪比。我们的研究结果表明，当对 II 型透镜信号应用广义相对论检验时，质量不对称程度更高且自旋更高的双星在 TIGER 和修正色散关系检验中显示出更大的广义相对论虚假偏差。这些结果突出了在未来观测运行中随着探测器灵敏度提高而出现虚假广义相对论违背的风险。因此，在得出引力波信号偏离广义相对论的结论之前，考虑强透镜效应的可能性至关重要。