伽马射线暴喷流的引力波记忆

虽然GRB前身作为引力波源的可能作用已被广泛研究，但喷流本身作为引力波源却很少受到关注。我们预期喷流的加速会产生引力波记忆信号。虽然所有相对论性喷流模型都显示引力波辐射远离喷流轴的反向束流，从而辐射方向远离GRB伽马辐射的方向，但这种效应并非压倒性的。信号幅度向伽马射线可探测锥内的下降是微弱的，并且对于某些模型和参数，引力波信号在伽马射线锥的大部分区域达到显著幅度。因此，两种信号可能被联合探测。我们发现均匀喷流和结构喷流模型具有不同的波形和傅里叶特征——从而提供了一种利用引力波特征探测GRB喷流内部结构和加速的方法。引力波信号在均匀（结构）喷流的喷流（核心）外部达到峰值。在喷流（核心）内部，由于极化效应，引力波信号显示出波动；因此，对于均匀喷流，峰值幅度伴随着比结构喷流峰值更平滑的信号。对于最可能的探测角度和典型的GRB参数，我们预期频率<~600 Hz，幅度h~10^-25。我们对预期信号的估计表明，这些信号对于单个DECIGO星团或aLIGO的灵敏度来说不够强。然而，在DECIGO频段内~10^-25/sqrt(Hz)的灵敏度应足以探测到2 Gpc处的典型长GRB和200 Mpc处的短GRB，这意味着每月一次长GRB事件和每十年一次短GRB探测。此外，我们预期更频繁地探测到方向远离我们的GRB产生的引力波，包括孤儿余辉。最终的DECIGO灵敏度将增加探测范围，并使得在所有模型中甚至在高宇宙学红移处都能探测到这些信号。