第三代引力波探测器爱因斯坦望远镜对参数测量精度的提升

爱因斯坦望远镜 (ET) 已被提出作为第三代引力波 (GW) 探测器之一。ET 的灵敏度将比第二代 GW 探测器 Advanced LIGO (aLIGO) 好一个数量级；因此，GW 源参数可以以好得多的精度被测量。在这项工作中，我们通过比较测量误差，展示了 aLIGO 与 ET 之间参数估计精度的提升。我们将频率域中定义的 TaylorF2 波形模型应用于 Fisher 矩阵方法，这是一种用于估计 GW 参数测量误差的半解析方法。我们采用总质量 $M\leq 16 M_{\odot}$、有效自旋 $-0.9 \leq \chi_{\rm eff} \leq 0.9$ 的低质量双黑洞作为源，并使用在我们的质量和自旋参数空间中随机分布的 $10^4$ 个蒙特卡洛样本计算质量和自旋参数的测量误差。我们发现，对于相同源，ET 能实现比 aLIGO 高约 $\sim 14$ 倍的信噪比，且对所有双星，啁啾质量、对称质量比和有效自旋参数的误差比 ($\sigma_{\lambda, \rm ET}/\sigma_{\lambda, \rm aLIGO}$) 可低于 $7\%$。我们还考虑了分量质量为 1、1.4 和 2 $M_{\odot}$ 的等质量双中子星，发现质量和自旋参数的误差比可低于 $1.5 \%$。特别是，ET 也能显著减小潮汐形变能力 $\tilde{\Lambda}$ 的测量误差，其误差比为 $3.6 - 6.1 \%$。