利用有效单体形式表述的无自旋黑洞双星旋近-并合-铃宕多极波形
广义相对论与量子宇宙学
2013-05-29 v2
摘要
我们通过最大化主导 (2,2) 模及次主导 (2,1)、(3,3)、(4,4) 和 (5,5) 模的相位与振幅一致性，针对质量比为 1、2、3、4 和 6 的数值相对论模拟，对一个有效单体 (EOB) 模型进行了校准。将校准后的 EOB 波形与数值波形在低频处对齐后，对于所有考虑的质量比，模型与数值模拟之间 (2,2) 模的相位差在整个演化过程中始终保持在 0.1 rad 以下。(2,2) 模峰值振幅处的相对振幅差为 2%，并在铃宕阶段增至 12%。利用 Advanced LIGO 噪声曲线，我们研究了 EOB 模型的有效性与测量精度，并强调了为参数估计而对高阶模进行建模的重要性。我们发现，对于总质量为 20-200 太阳质量、质量比为 1、2、3、4 和 6 的双星系统，当仅包含 (2,2) 模时，由不匹配度衡量的 EOB 与数值相对论偏振之间的有效性优于 0.2%。当数值相对论偏振包含最强的七个模，且考虑质量小于 50 太阳质量的恒星级黑洞时，若仅包含 EOB 的 (2,2) 模，质量比为 6 (1) 时的不匹配度可高达 5% (0.2%)；而当计入本文校准的全部四个次主导 EOB 模时，不匹配度的上限为 0.5% (0.07%)。对于质量大于 50 太阳质量的中等质量黑洞双星，不匹配度更大。我们还确定了在何种信噪比下，本文发展的 EOB 模型可用于测量双星参数，且其系统偏差小于由探测器噪声引起的统计误差。
引用
@article{arxiv.1106.1021,
title = {Inspiral-merger-ringdown multipolar waveforms of nonspinning black-hole binaries using the effective-one-body formalism},
author = {Yi Pan and Alessandra Buonanno and Michael Boyle and Luisa T. Buchman and Lawrence E. Kidder and Harald P. Pfeiffer and Mark A. Scheel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1106.1021},
year = {2013}
}
备注
26 pages, 25 figures, published Phys. Rev. D version