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从浸润Heun方程到圆化非旋转紧凑二体的新的因子化与求和引力波形

广义相对论与量子宇宙学 2026-02-10 v1

摘要

我们引入一种新的因子化与求和波形,用于圆化非旋转紧凑二体,利用Teukolsky方程映射为浸润Heun方程的解。该解的结构使我们能够识别新的求和因子,通过指数和Γ\Gamma函数在任意后牛顿(PN)阶完全吸收所有test质量对数和超越数。相应的残余相对论和相位修正因此为具有有理系数的多项式,这实际上是PN截断的超几何函数。我们的方法补充了Ivanov等人最近提出的方案[Phys. Rev. Lett. 135 (2025) 14, 141401],显著恢复了该方案从第一性原理得到的多极矩renormalization group尺度,并固定了尺度常数。在test质量极限下,我们的方法(推进到10PN)得到的波形和通量在整体上比使用Damour等人标准因子化方法[Phys. Rev. D 79 (2009), 064004]得到的波形和通量更准确。该方法可 straightforwardly推广到可比质量二体,实现一种新的概念——多极矩的普遍异常维数,并可能最终有助于改进当前最先进的effective-one-body波形模型以用于合并二体。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.08833,
  title  = {From the confluent Heun equation to a new factorized and resummed gravitational waveform for circularized, nonspinning, compact binaries},
  author = {Andrea Cipriani and Alessandro Nagar and Francesco Fucito and José Francisco Morales},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.08833},
  year   = {2026}
}

备注

53 pages, 5 figures. Submitted to Phys. Rev. D