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双中子星并合产生的千赫兹引力波:利用爱因斯坦望远镜对并合后信号的推断

广义相对论与量子宇宙学 2022-05-23 v1 高能天体物理现象

摘要

下一代探测器有望对双中子星并合后的信号敏感,从而直接探测遗迹动力学。我们利用最先进的波形模型 NRPMw{\tt NRPMw} 进行完整贝叶斯分析,研究了利用爱因斯坦望远镜进行并合后探测的科学潜力。我们发现:(i) 信噪比(SNR)7{\sim}7 的并合后信号可被以 logB5\log{\cal B}\simeq 5e\rm e 折)的贝叶斯因子可信地探测到,并且对于一些噪声实现, posterior 分布在 SNR 6{\sim}6 时已给出信息量丰富的测量。(ii) 并合后峰值频率 f2f_2 在 SNR 7 时可被可信地识别,误差为 O(1 kHz)O(1~{\rm kHz}),在 SNR 10 时降至 O(100 Hz)O(100~{\rm Hz}) 以下。(iii) 遗迹坍缩为黑洞的时间在 SNR 10 时可被约束到 O(20 ms)O(20~{\rm ms})。然而,若噪声涨落幅度在坍缩前超过信号幅度,推断可能偏倚。(iv) 若频率偏移 500 Hz\gtrsim 500~{\rm Hz},可在 SNR 8\gtrsim 8 时探测到 f2f_2 的无状态方程无关关系的违背;它们可能是极端密度下状态方程软化效应的确凿证据。然而,对于短寿命遗迹,f2f_2 的测量可能被次要频率分量显著偏倚。在这些情况下,状态方程软化或许能更好地从遗迹更早的坍缩中推断。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.09979,
  title  = {Kilohertz Gravitational Waves from Binary Neutron Star Mergers: Inference of Postmerger Signals with the Einstein Telescope},
  author = {Matteo Breschi and Rossella Gamba and Ssohrab Borhanian and Gregorio Carullo and Sebastiano Bernuzzi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.09979},
  year   = {2022}
}

备注

Paper 1: arXiv:2205.09112