SEOBNRv5PHM：用于双星黑洞的准确高效多极进动自旋有效单体波形的新一代模型

自旋进动是可能揭示地基与天基引力波（GW）探测器所探测到的致密双星起源、并阐明其可能形成通道的关键物理效应之一。高效且准确地建模这些系统发射的 GW 信号对于提取其性质至关重要。在此，我们提出 SEOBNRv5PHM，一种在有效单体（EOB）形式下针对双星黑洞（BBHs）完整信号（即旋进、并合与铃宕）的多极进动自旋波形模型。在非进动极限下，该模型退化为 SEOBNRv5HM，其校准于 $442$ 个数值相对论（NR）模拟、来自黑洞扰动理论的 13 个波形，以及来自二阶引力自力理论的零自旋能量流。我们注意到，SEOBNRv5PHM 未针对来自 Simulating eXtreme Spacetimes 合作的进动自旋 NR 波形进行校准。我们通过计算对 1543 个进动自旋 NR 波形的失配度来验证 SEOBNRv5PHM，发现在总质量范围 20-300 $M_\odot$ 内，99.8%（84.4%）的案例最大值低于 3%（1%）。当使用 SEOBNR 系列先前版本 SEOBNRv4PHM 时，这些数值降至 95.3%（60.8%）；当使用最先进的频域多极进动自旋唯象 IMRPhenomXPHM 模型时，降至 78.2%（38.3%）。由于 SEOBNRv5PHM 相较 SEOBNRv4PHM 计算效率大幅提升，我们也能够对 LIGO-Virgo 探测器观测到的合成信号与 GW 事件进行广泛的贝叶斯参数估计。我们表明，SEOBNRv5PHM 可用作推断分析的标准工具，以提取大型 BBH 星表的天体物理与宇宙学信息。