LISA 观测外星双白矮星引力波背景
广义相对论与量子宇宙学
2025-11-05 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
最近的研究表明，外星双白矮星(DWD)对类天体引力波背景(astrophysical SGWB)的贡献可能在 mHz 频段被 LISA 检测到。相反，该 SGWB 的存在可能会干扰对宇宙学 SGWB 的检测，而宇宙学 SGWB 是引力波天文学的关键目标之一。我们旨在确认外星 DWD SGWB 的光谱，并估计其在 LISA 下的可探测性。我们还旨在理解该光谱的主要不确定性，并估计信号是否存在各向异性。我们使用包含二进制演化和初始条件多种假设的 population synthesis 代码 COSMIC。我们纳入了特定的处理方式，以 accounts for 质量转移和 DWD 形成后潮汐扭矩。我们的研究与前期研究整体一致，尽管我们在高频率处发现较小的贡献，这是由于对恒星二进制中质量转移的不同处理方式所致。我们发现�幅的不确定性主要由星系形成率(SFR)模型主导，次之为二进制演化模型。在 DWD 中纳入潮汐效应和质量转移事件后，所估计的 SGWB �幅在最高频率处可因而改变最多高达原来的 3 倍。对于所有模型，本 SGWB 在 4 年后都将被 LISA 可探测到。在假设在 200Mpc 之外宇宙是均匀的条件下，与 DWD astrophysical population 相关的各向异性不太可能被探测到。我们提供该 SGWB 在不同假设下的拟合，以供社区使用。我们展示了 SGWB 预测之间存在变异性，强调由于不同天体物理假设而导致的不确定性。我们强调确定 SGWB 光谱中肘部位置的重要性，因为这能提供关于质量转移模型的见解。该 SGWB 的预测对 LISA 观测其他 SGWB 至关重要。
引用
@article{arxiv.2506.18390,
title = {Gravitational-Wave Background from Extragalactic Double White Dwarfs for LISA},
author = {Guillaume Boileau and Tristan Bruel and Alexandre Toubiana and Astrid Lamberts and Nelson Christensen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.18390},
year = {2025}
}