ESIGMAHM：用于双黑洞探测与表征的含高阶模的偏心自旋旋进-合并-铃宕波形模型

我们提出了一个时域旋进-合并-铃宕（IMR）波形模型 ESIGMAHM，该模型在我们命名为 ESIGMA 的框架内构建，适用于处于中等偏心轨道上的自旋黑洞并合双星（Huerta et al. (2018) [Phys. Rev. D 97, 024031]）。我们现在将黑洞自旋对偏心双星动力学的影响纳入其中，并对它们发射的次优波形谐波进行建模。旋进演化由后牛顿理论、自力以及黑洞微扰理论的最新结果的一致组合来描述。我们假设这些中等偏心双星在合并前辐射掉大部分轨道偏心率，并将偏心旋进与基于数值相对论的准圆轨道自旋双星合并替代波形模型无缝连接。我们在偏心数值相对论模拟下验证了 ESIGMAHM，并在准圆极限下与当代的有效单体和唯象模型进行了对比。我们发现，对于质量比高达 8 的准圆自旋对齐双星，ESIGMAHM 的匹配值大于 $99\%$；对于具有小自旋或正对齐自旋的非自旋和自旋偏心系统，匹配值高于 $97\%$。使用 IMRESIGMA，我们量化了轨道偏心率对引力波信号的影响，表明下一代探测器探测偏心源的响度可比准圆源高出 $10\%$。我们还表明，当前的模板化 LIGO-Virgo 搜索仅使用准圆波形模板，将导致约 $20\%$ 的偏心源损失超过 $10\%$ 的最优信噪比。对于质量比 $m_1/m_2\geq 4$ 的偏心源，这将导致 $25\%$ 的探测率损失。我们的结果强调了在引力波源模型中纳入偏心率和高阶模以及搜索不对称偏心双黑洞信号的必要性。