探索三探测器组网中第三代引力波探测器的天空定位与预警能力

本工作刻画了由位于北美、欧洲和澳大利亚的站点中采用爱因斯坦望远镜或宇宙探险者配置的探测器不同组合所构成的第三代引力波探测器网络的天空定位与预警性能。使用包含地球自转效应的Fisher矩阵方法，我们估计了距离为$40\text{Mpc}$、$200\text{Mpc}$、$400\text{Mpc}$、$800\text{Mpc}$、$1600\text{Mpc}$的$1.4\text{M}\odot$-$1.4\text{M}\odot$双中子星并合的天空定位不确定度，以及假设红移达2的天体物理种群以刻画其对双中子星观测的性能。我们发现，对于$200\text{Mpc}$处的双中子星并合，以及由爱因斯坦望远镜、宇宙探险者和澳大利亚一台额外爱因斯坦望远镜类探测器（2ET1CE）组成的网络，定位最佳的90%信号其90%可信区大小上限为$0.25\text{deg}^2$。对于模拟的天体物理分布，该上限为$91.79\text{deg}^2$。若将澳大利亚的爱因斯坦望远镜类探测器替换为宇宙探险者类探测器（1ET2CE），在$200\text{Mpc}$情形下上限为$0.18\text{deg}^2$，而对于天体物理分布则为$56.77\text{deg}^2$。我们注意到1ET2CE网络比2ET1CE网络多探测到7.2%的模拟天体物理种群。在预警性能方面，我们发现2ET1CE和1ET2CE网络均能在并合前约1小时提供预警，且天空定位不确定度在30平方度或以下。我们的研究得出结论：1ET2CE网络在双中子星探测率、天空定位和预警能力之间是一个良好的折中。