引力波参数估计往返月球：大质量双黑洞与GW231123案例

我们研究了月球引力波天线(LGWA)——一种 proposed 分赫兹引力波探测器——观测双黑洞(BBHs)并与地面探测器实现多波段科学的前景。我们评估了当前仪器在GWTC-4.0数据发布之前所观测到的事件的探测能力，以及与LIGO-Virgo-KAGRA合作组最新重建结果一致的模拟种群。我们发现LGWA单独即可观测到目前已探测到的事件的三分之一以上，并且每年能在地面探测波段探测到约90个红移z∼3–5处并合的事件。当前探测器在设计灵敏度和100%占空比下每年可探测数千个BBH，其中有一到数百个可在LGWA中产生多波段对应体。第三代(3G)探测器可以观测到模拟质量范围7 M⊙≲M_tot≲600 M⊙内由LGWA探测到的绝大多数在自身频段并合的BBH，从而实现对数百个事件的系统性联合分析。从分赫兹波段到赫兹-千赫兹波段的并合时间极短（通常为数月到一年），使得早期预警、定向跟踪和归档搜索成为可能。中等质量BBH在分赫兹波段的多波段观测尤其富有前景。我们针对GW231123类系统（目前最重的BBH探测，在LGWA中累积约10^5个旋近循环）进行了注入研究，并证明分赫兹观测可以比3G仪器更好地测量啁啾质量，且在单台观测台的情况下仍能获得良好的天区定位和倾角测量。打开分赫兹波段将显著改善中等质量BBH的引力波天文学前景。