用于自旋进动双星并合的快速频域波形

致密双星并合事件的引力波信号探测与表征依赖于频域中的精确波形模板。稳相近似（SPA）可用于计算非进动、准圆轨道双星并合的闭式频域波形。然而，迄今为止，对于一般的自旋进动准圆轨道致密双星并合，尚不存在快速的频域波形。这些系统的模板必须通过对精细采样的时域波形进行离散傅里叶变换来计算，这比直接在频域构建的模板计算成本高得多，尤其是对于那些以并合阶段为主的系统。推导进动系统频域波形存在两个障碍：(i) 自旋进动方程对于一般系统不存在闭式解；(ii) SPA 会彻底失效。目前第一个问题尚无通用解法，因此我们必须诉诸于自旋进动方程的数值积分。这并非重大障碍，因为在慢进动时间尺度上的数值积分对生成波形的计算成本增加甚微。我们的主要结果是解决了第二个问题，提供了一种替代 SPA 的方法，我们称之为移位均匀渐近法（Shifted Uniform Asymptotics, SUA），该方法消除了 SPA 中的发散。使用 SUA 构建频域模板的效率可比通过离散傅里叶变换获得的时域模板高出数个数量级。此外，该方法与离散傅里叶变换高度吻合，失配度约为 $10^{-5}$。