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预测合并黑洞的群体属性

高能天体物理现象 2025-03-14 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

第三代引力波探测器将观测到数百万个合并二元黑洞。凭借这庞大的数据集,堆叠事件进行群体分析将比分析单个源更为重要。我们首次应用针对第三代引力波干涉仪的群体级 Fisher 矩阵预测。我们实现了 Gair 等人首次推导的形式,并探讨了未来实验如埃因stein 探测器和 Cosmic Explorer 将如何约束黑洞质量、自转和红移分布。第三代探测器将具有变革性,使当前数据相比下对群体超参数约束提高了多个数量级。同时,我们指出,单个第三代观测站和多个探测器网络将提供 qualitatively 相似的性能。获取某些群体特征(例如质量谱中的峰值)的精确测量仅需几个月的观测,而其他特征(例如具有对齐自转的二进制星系比例)则可能需要数年甚至数十年。我们认为,此类群体预测应被纳入白纸和可行性研究,以发展第三代引力波干涉仪的科学案例。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.17325,
  title  = {Forecasting the population properties of merging black holes},
  author = {Viola De Renzis and Francesco Iacovelli and Davide Gerosa and Michele Mancarella and Costantino Pacilio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.17325},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 6 figures, 3 tables