来自极端质量比旋进的引力波啾声及其对LISA信号混淆噪声的启示

大质量星系中心周围的散射事件偶尔会将恒星级致密天体抛入绕中心大质量黑洞的轨道，开启极端质量比旋进。此类高偏心率轨道的早期阶段不太可能产生可探测的引力波，因为源仅在每次长周期轨道近心点附近短暂处于合适频带。这种重复性的、稳定位于毫赫兹波段的发射即为引力波啾声（peep）。虽然单个啾声不太可能被探测到，但若考虑遍布宇宙的此类阈下源集合，它们共同可能产生不可分辨的本底噪声，掩盖激光干涉空间天线原本可探测的源。先前对极端质量比信号混淆背景的研究要么聚焦于大质量黑洞附近的抛物线轨道，要么聚焦于更接近并合的事件。我们试图通过采用可计算含相对论效应的高偏心率轨道的数值拼凑波形来改进这一刻画。我们的焦点在于距大质量黑洞较远的俘获时刻轨道。此处我们给出由近期极端质量比旋进/爆发俘获参数计算生成的啾声波形与谱，并讨论如何用以估计此类事件产生的信号混淆噪声。我们展示了改变轨道参数对所得谱的影响，并与抛物线轨道直接比较，说明为何引力波“啾声”需进一步研究。本研究结果将在一篇旨在更新 EMRI 信号混淆噪声问题的后续论文中扩展。