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偏心率对双星黑洞引力波搜寻的影响:高质量情形

广义相对论与量子宇宙学 2020-08-19 v1 高能天体物理现象

摘要

恒星级双星黑洞通过致密恒星环境中的动力学相互作用形成,这预测了在地面引力波探测器频带内存在具有不可忽略偏心率的双星;探测到具有可测量轨道偏心率的双星黑洞并合将验证该形成通道的存在。当前 LIGO-Virgo 数据匹配滤波引力波搜寻中使用的波形模板忽略了偏心率效应,预计会降低其探测偏心双星黑洞的效率。与此同时,相干无模型引力波搜寻(对信号模型假设极少)的灵敏度已被证明基本不受甚至显著轨道偏心率存在的影响。本文中,我们比较了 LIGO 和 Virgo 最近在第二观测运行(O2)中用于搜寻双星黑洞的两种先进搜寻算法的性能,通过将旋进-并合-铃宕偏心波形的数值相对论模拟注入 O2 LIGO 数据来量化其搜寻灵敏度。我们的结果表明,在高质量(啁啾质量 >20M>20 M_{\odot})和低偏心率(e30Hz<0.3e_{30 Hz} < 0.3)参数空间区域,匹配滤波搜寻 PyCBC 优于无模型搜寻 cWB。另一方面,对于中等偏心率和低啁啾质量,无模型搜寻比有模型搜寻更灵敏。

关键词

引用

@article{arxiv.2005.14016,
  title  = {Impact of eccentricity on the gravitational wave searches for binary black holes: High mass case},
  author = {Antoni Ramos-Buades and Shubhanshu Tiwari and Maria Haney and Sascha Husa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2005.14016},
  year   = {2020}
}