未建模偏心率对潮汐形变测量的影响及其对引力波物理推断的启示

随着预期通过引力波 (GWs) 观测到的大量双中子星 (BNS) 系统，第三代引力波探测器 Cosmic Explorer (CE) 和 Einstein Telescope (ET) 将能够以极高的精度限制潮汐形变，从而限制中子星 (NS) 的状态方程 (EoS)。一部分被探测到的 BNS 系统在探测器频段内可能保留残余偏心率。我们研究了未建模偏心率在潮汐形变测量中引起的系统误差，及其对通过 Love 汽笛法进行 NS EoS 和红移推断的影响。我们发现，对于 CE (ET)，在 $10$Hz 参考引力波频率下，当偏心率约为 $\sim 10^{-3}$ ($\sim 3\times 10^{-4}$) 时，潮汐形变参数的系统误差超过了统计误差。我们表明，这些对潮汐形变参数的偏差会显著影响 NS EoS 的推断。此外，潮汐形变的误差会传播到源框架下的 NS 质量，进而偏差红移推断。对于 CE，在 $\sim 10^{-3}$ 的偏心率下（参考频率为 $10$Hz），红移推断会出现显著偏差。我们还研究了有偏潮汐形变在测试黑洞 Kerr 性质方面的影响。潮汐形变参数的系统误差会导致双黑洞系统的潮汐形变值非零，表明存在对 Kerr 性质的虚假偏离。最后，我们表明在波形模型中包含偏心率会使潮汐形变测量的统计误差增加不到 2 倍。因此，我们的研究强调了使用精确偏心率波形模型进行引力波参数推断的重要性。