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gwharmone:双黑洞并合波形中偏心谐波的第一个数据驱动代理模型

高能天体物理现象 2025-04-18 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们提出了 gwharmone,这是偏心、无自旋双黑洞并合中主四极矩模式的偏心谐波(以及完整辐射内容)的第一个数据驱动代理模型。我们的模型在 173 个波形上训练,每个波形长 100,000M100,000M(其中 MM 为总质量),针对质量比 q[1,3.5]q \in [1,3.5] 和偏心率 eref[0,0.2]e_{\rm ref} \in [0,0.2](在波形起始处)生成。使用 \texttt{gwMiner} 包从有效单体波形中提取偏心谐波。我们应用奇异值分解(SVD)获得一组缩减基向量,这是构建数据的低维表示所必需的,并使用高斯过程回归(GPR)在参数空间中插值 SVD 系数,从而允许在新的参数点进行预测。该模型包含了平近点角的影响,其评估成本仅为 0.1\sim 0.1 秒,并且对于高级 LIGO 灵敏度,实现了约 0.001 的平均时域(验证)误差和低于 0.01 的频域(验证)失配。因此,我们的模型可用于偏心并合的高效搜索和参数估计。gwharmone 将通过 gwModels 包公开发布。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.12420,
  title  = {gwharmone: first data-driven surrogate for eccentric harmonics in binary black hole merger waveforms},
  author = {Tousif Islam and Tejaswi Venumadhav and Ajit Kumar Mehta and Isha Anantpurkar and Digvijay Wadekar and Javier Roulet and Jonathan Mushkin and Barak Zackay and Matias Zaldarriaga},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.12420},
  year   = {2025}
}

备注

https://github.com/tousifislam/gwModels/