双黑洞模拟中含记忆效应引力波的改进频谱

数值相对论学者如今已能常规且精确地产生具有记忆效应的引力波形。引力波记忆效应包含极低频成分,其中包括一个持久偏移。这些成分的存在违背了引力波天文学中支撑标准数据分析技术的关于时间平移行为的基本假设。这对波形频谱的分析提出了挑战:如何在将时域波形转换到频域时保留低频特征。为应对这一挑战,我们重新审视了应用于含记忆效应波形的预处理过程。我们发现,文献中常用预处理方案处理后的位移记忆,其零频极限与同一记忆的低频频谱之间存在不一致性。为解决该不一致性,我们提出了一种新的稳健预处理方案,能更忠实地生成记忆波形的频谱。利用这一新方案,我们检查了记忆波形频谱的若干特征。特别地,我们发现由主导振荡模式与位移记忆形成了一个可辨识的拍频图样。该图样在无记忆波形的频谱中是不存在的。含记忆与无记忆波形之间的差异极小,以至于当前一代探测器无法在单个双黑洞事件中观测到。在单次事件中探测记忆效应可能要等到下一代探测器时代才会实现。