亚太阳质量致密双星的分层搜索与第三代引力波探测器

利用地面探测器（如LIGO和Virgo）对并合致密双星产生的引力波（GWs）进行探测已成为常规操作。然而，除了双黑洞、双中子星以及中子星-黑洞双星等标准源之外，尚未发现能够揭示新物理的奇异源。探测亚太阳质量（SSM）致密天体等超致密天体，为探索多样化的天体物理族群提供了有前景的途径。然而，由于涉及的参数空间密集，使用标准匹配滤波技术搜索这些天体在计算上非常密集。这种日益增长的计算需求不仅挑战了当前的搜索方法，也对第三代（3G）地面引力波探测器构成了重大障碍。在3G时代，信号可能持续数十分钟，探测率可能达到每分钟一次，这需要高效的搜索策略来管理长持续时间信号的计算负载。在本文中，我们展示了一种分层搜索策略，旨在解决搜索长持续时间信号（如来自SSM致密双星的信号）所面临的挑战，以及3G探测器预期会带来的问题。我们表明，通过在两阶段分层方法中采用优化技术，我们可以在当前的LIGO探测器中高效地搜索SSM致密天体。我们的初步结果表明，在35 Hz的低频下进行匹配滤波，可将信噪比提高6%，并将探测体积提高10-20%，与标准的双探测器PyCBC搜索相比。这一改进是在计算成本降低2.5倍的情况下实现的。