进动双黑洞系统中共面自旋方向效应的研究

并合双黑洞（BBH）波形的形态受其自旋影响。用于源参数推断的波形模型含有若干内建近似。在当前的进动 IMRPhenom 与 SEOBNR 波形模型中，具有相同自旋幅度但轨道平面内自旋取向不同的系统被有效映射为同一系统（除整体相位变化外），且 $+m$ 与 $-m$ 模式间由进动引起的不对称性未被建模。在本研究中，我们通过生成具有不同共面自旋方向（包括若干超踢构型）的单自旋数值相对论（NR）模拟来考察这些近似的有效性，并给出可观测共面自旋方向变化效应的信噪比（SNR）估计。这是通过计算这些波形间的匹配，并利用匹配值估计可分辨 SNR 来完成的。我们还使用具有不同自旋幅度的 NR 波形来比较自旋幅度与共面自旋方向的可测性。我们发现共面自旋方向可在当代探测器可达的 SNR 下被测量，且变化共面自旋的可分辨 SNR 与变化共面自旋幅度相当或更低。随后我们从波形中去除模式不对称成分，发现：i) 去除模式不对称会提高可测量共面自旋方向所需的 SNR；ii) 不对模式不对称建模将导致测量偏差。我们所见共面自旋可测及模式不对称成分影响测量的 SNR，正是进动可测的 SNR，因此我们得出结论：为获得无偏的进动测量，必须对共面自旋方向与模式不对称效应进行建模。