非旋转黑洞二体系的第二阶引力自力波形混合化
广义相对论与量子宇宙学
2025-10-14 v1
摘要
在过去的几十年里，波形社区通过后近似和数值相对论(NR)理论的最新进展以及最先进的引力波模型，取得了在 comparable质量比黑洞二体系的轨道-合并-环绕中产生波形的进展。当前的NR方法已显示出在质量比达1:100的轨道中生产稳定模拟的进展；然而，随着质量比和仿真长度的增加，计算成本变得不可接受。与此同时，引力自力(GSF)社区已发展出不仅生成极端质量比轨道波形，而且还能生成与高保真度接近的等质量比波形的模型。为了评估GSF和NR波形的限制，并缓解NR的计算成本，我们present了用于非旋转binary黑洞系统的hybrid化GSF-NR波形，其中GSF提供轨道，NR提供合并和环绕。hybrid化波形由来自SXS目录的68个非旋转NR波形生成，质量比范围为1:1至1:20，并包括(2,2)、(2,1)、(3,3)、(3,2)、(4,4)、(4,3)和(5,5) spin权重球面谐波模。本文将重点展示其中一些hybrid化波形，检查hybrid化程序中的误差。我们将研究次要模对hybrid化波形准确性的影响，通过进行与surrogate模型的错配比较来实现。为了讨论将GSF轨道与短的、高质量比的NR波形进行hybrid化以缓解计算成本的可行性，我们将讨论质量比与匹配窗口位置之间的关系，这可用于预测hybrid化波形所需且最佳的NR周期数。
引用
@article{arxiv.2510.11685,
title = {Hybridization of second-order gravitational self-force and numerical relativity waveforms for quasi-circular and non-spinning black hole binaries},
author = {Hector Iglesias and Leanne Durkan and Deirdre Shoemaker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.11685},
year = {2025}
}