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时域快后绝热波形:在 LIGO 与 Virgo 中致密双星并合的应用

广义相对论与量子宇宙学 2022-01-12 v1

摘要

我们提出了一种计算高效的(时域)多极波形模型,用于准圆自旋对齐致密双星并合。该模型结合了以数值相对论为信息基础的有效单体(EOB)模型族的优势与对两体动力学旋进部分方程的后绝热解。我们针对其他最先进波形,在效率与精度方面对该模型进行基准测试。我们发现,在总质量范围 2100M2 - 100 M_{\odot} 内,相比底层时域 EOB 模型实现了一至两个数量级的加速。更具体地,对于低总质量系统,如质量均为 1.4M1.4 M_{\odot} 的双中子星 GW170817,计算加速约 100 倍;对于总质量 40M\sim 40 M_\odot、质量比 3\sim 3 的事件如 GW190412,加速约 20\sim 20 倍;而对于质量相近、总质量 70M\sim 70 M_{\odot} 的双星系统如 GW150914,加速约 10\sim 10 倍。我们证明新模型对底层 EOB 模型极其保真,在整个适用参数空间内失拟度小于 0.01%0.01\%。最后,我们展示了这一新波形模型在参数估计研究与广义相对论检验中的成功应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.06983,
  title  = {Fast post-adiabatic waveforms in the time domain: Applications to compact binary coalescences in LIGO and Virgo},
  author = {Deyan P. Mihaylov and Serguei Ossokine and Alessandra Buonanno and Abhirup Ghosh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.06983},
  year   = {2022}
}

备注

13 pages, 8 figures