自旋对齐的等质量双黑洞系统的引力波可探测性
广义相对论与量子宇宙学
2010-01-09 v2 宇宙学与河外天体物理
星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
自旋与轨道角动量对齐或反平行的双黑洞系统，是开始详细研究强场自旋效应对并合双星引力波观测影响的天然基础。此外，这类系统可能是通用超大质量双黑洞系统旋进的优选最终状态。鉴于此，我们计算了大量等质量双黑洞系统的旋进与并合，这些黑洞的自旋平行于轨道角动量但其他方面任意。我们特别关注引力波辐射，以量化自旋效应对信噪比、视界距离以及代表性质量和探测器范围内相对事件率的影响。正如预期，信噪比随总黑洞自旋在轨道动量方向投影的增加而增加。我们发现，最大自旋与轨道角动量对齐的等自旋双星，其“响度”是相应自旋反平行双星的三倍以上，因此对应的事件率高达30倍。我们还考虑了不同自旋配置之间的波形失配，发现在我们的数值精度内，自旋相反(S_1=-S_2)的双星无法区分，而自旋相同(S_1=S_2)的双星则具有明显不同的引力波辐射。最后，我们推导了引力波辐射能量的简单表达式，发现双星的效率始终为E_rad/M > 3.6%，对于自旋与轨道角动量对齐的最大自旋双星，该效率可高达E_rad/M = 10%。
引用
@article{arxiv.0907.0462,
title = {Gravitational-wave detectability of equal-mass black-hole binaries with aligned spins},
author = {Christian Reisswig and Sascha Husa and Luciano Rezzolla and Ernst Nils Dorband and Denis Pollney and Jennifer Seiler},
journal= {arXiv preprint arXiv:0907.0462},
year = {2010}
}
备注
18 pages, 11 figures, matches published version