高次谐波在搜索非自旋双黑洞引力波中的影响

当前对并合双黑洞 (BBH) 引力波的搜索仅使用包含主导谐波的模板。在本研究中，我们使用校准至数值相对论模拟的有效单体多极波形，以量化忽略次主导谐波对搜索灵敏度的影响。我们同时考虑了信噪比 (SNR) 和用于重新加权 SNR 的基于信号的否决机制。我们发现，在 advanced LIGO 中搜索分量质量 $3\,M_{\odot} \leq m_1, m_2 \leq 200\,M_{\odot}$ 且总质量 $M < 360\,M_{\odot}$ 的非自旋 BBH 时，忽略次主导模式会导致检测阈值处的重新加权 SNR 降低可忽略不计。因此，次主导模式对 advanced LIGO 预测的检测率没有影响。此外，我们发现如果在模板中包含次主导模式，由于虚警概率的增加，若使用当前的搜索先验，搜索灵敏度反而会变差。模板需要采用与当前不同的加权方式来补偿虚警的增加。如果我们将模板库拆分，使得仅当 $M \gtrsim 100\,M_{\odot}$ 且质量比 $q \gtrsim 4$ 时才使用次主导模式，我们发现这些中等质量比 BBH 的灵敏度确实有所提高，但与等质量系统相比，这些系统的相关灵敏体积仍然很小。因此，除非宇宙中存在相对较大数量的中等质量比 BBH 群体，否则使用次主导模式不太可能显著增加探测到非自旋 BBH 信号引力波的概率。