黑洞准正则模不稳定性的引力波特征
广义相对论与量子宇宙学
2022-06-08 v3
摘要
黑洞(BH)光谱学已成为从观测引力波(GW)信号提取时空信息的强有力方法。然而,近期研究表明,在高波数扰动下准正则模(QNM)谱不稳定性是一种普遍的经典广义相对论现象[1]。这需要评估其对 BH QNM 谱、尤其对 BH QNM 泛音频率的影响。我们得出结论:i)受扰动的 BH QNM 泛音确实可能在 GW 波形中被观测到,提供关于小尺度环境 BH 物理的信息;ii)其探测对 LISA 天体物理学而言是一个极具特殊意义的数据分析难题。我们采用双重方法,将散射理论的理论结果与对高精度数值 GW 铃宕信号的精细数据分析相结合。前者引入一组有效参数(部分服从 BH Weyl 定律)以刻画 QNM 不稳定性物理。后者提供了一个原理验证,表明 QNM 谱不稳定性确实可在时域 GW 波形中触及,尽管无疑需要大信噪比。我们特别讨论了 QNM 不稳定性下等谱性丧失的模式,因为轴向与极向 GW 宇称的解缠或已处于近未来探测范围内。
引用
@article{arxiv.2105.03451,
title = {Gravitational wave signatures of black hole quasi-normal mode instability},
author = {José Luis Jaramillo and Rodrigo Panosso Macedo and Lamis Al Sheikh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.03451},
year = {2022}
}
备注
4 pages, 3 figures, 1 table + Supplemental Material (3 additional figures)