偏心轨道旋近双星的有效单体模型基础

我们发展了用于偏心双星旋近的有效单体（EOB）模型的基础，该模型包含保守动力学、辐射反作用以及来自旋近和并合-铃宕信号的引力波形模式。我们采用了黑洞微扰理论中常用的方法，引入了由轨道几何定义的动力学相对论参数化，该参数化由一组相位变量和仅因引力辐射反作用而演化的量组成。专门针对非自旋双星，我们推导了 EOB 演化方程并计算了双星的辐射多极矩，这些多极矩通过对运动基本频率的分解来确定引力波。我们的处理与后牛顿（PN）计算中常用的准开普勒方法的主要区别在于，轨道参数描述的是强场动力学，并且将多极矩用频率表示简化了计算，同时也使得轨道平均操作无歧义。尽管我们对保守动力学的描述是完全相对论性的，但为简便起见，我们将辐射扇区中的显式推导限制在 1.5PN 阶。这已使我们能够建立计算 EOB 坐标下引力辐射的瞬时贡献和遗传贡献的方法，这些方法可直接推广至更高 PN 阶。我们结果中轨道平均的能量和角动量通量在弱场、小偏心率极限下，当用规范不变量表示时，与已知的 PN 结果一致。我们进一步讨论了该模型的数值实现以及将波形补全以包含并合和铃宕信号的考量，并提供了示例性结果。