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涉及偏心双黑洞高阶模态的高精度后牛顿与数值相对论比较及主导模态偏心旋进-并合-铃宕模型

广义相对论与量子宇宙学 2022-12-07 v2 高能天体物理现象

摘要

我们将后牛顿(PN)理论精确到三阶后牛顿阶的偏心轨道旋进致密双星引力波形球谐模态,与从双黑洞(BBH)数值相对论(NR)模拟中提取的模态进行比较。我们结合两种方法(PN 与 NR)的结果,构建描述 BBH 并合通过旋进-并合-铃宕(IMR)各阶段的时域混合波形。这些混合波形随后被用于构建完全解析的主导模态(\ell=2, m|m|=2)偏心 IMR 模型。还给出了基于此主导模态模型的向多模态模型的简单扩展。与包含高阶模态效应的准圆 IMR 波形模型在时间和相位偏移最大化下的重叠表明,在分析质量小于 80M\sim 80 M_{\odot} 的 BBH 时,无论双星偏心率(当其进入 LIGO 频段时)或质量比如何,在引力波形中纳入偏心率的重要性(失配 >1%>1\%)。偏心率与高阶模态的联合影响似乎通过随倾角与质量比增大而减小的重叠变得更加明显。此外,我们表明,包含高阶模态效应的最先进准圆模型不足以提取初始偏心率 e0e_0 0.1\gtrsim0.1 信号的源性质。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.02377,
  title  = {High accuracy post-Newtonian and numerical relativity comparisons involving higher modes for eccentric binary black holes and a dominant mode eccentric inspiral-merger-ringdown model},
  author = {Abhishek Chattaraj and Tamal RoyChowdhury and Divyajyoti and Chandra Kant Mishra and Anshu Gupta},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.02377},
  year   = {2022}
}