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并合中子星-黑洞双星中中子星潮汐形变能力的可测性

广义相对论与量子宇宙学 2022-11-01 v1

摘要

中子星-黑洞双星(NSBH)系统被认为是 LIGO 和 Virgo 等地基引力波(GW)探测器的有希望的探测候选体之一。中子星(NS)的潮汐效应印刻在 NSBH 以及双中子星发出的 GW 信号上。在本工作中,我们研究在 NSBH 信号的 GW 参数估计中参数 λNS\lambda_{\rm NS} 能被多精确地测量。我们将 NSBH 源的参数范围设为黑洞质量 [4M,10M][4M_{\odot}, 10M_{\odot}]、NS 质量 [1M,2M][1M_{\odot}, 2M_{\odot}]、无量纲黑洞自旋 [0.9,0.9][-0.9, 0.9]。对于分布在不同参数空间中的真实源种群,我们使用 Fisher 矩阵方法计算 λNS\lambda_{\rm NS} 的测量误差(σλNS\sigma_{\lambda_{\rm NS}})。特别地,我们使用先进 LIGO 与 Cosmic Explorer 探测器进行单探测器分析,并使用 2G(先进 LIGO-Hanford、先进 LIGO-Livingstone、先进 Virgo 与 KAGRA)和 3G(Einstein Telescope 与 Cosmic Explorer)网络进行多探测器分析。我们给出源种群的 σλNS\sigma_{\lambda_{\rm NS}} 分布作为一维概率密度函数。我们的结果显示,先进 LIGO 与 Cosmic Explorer 的概率密度函数曲线形状相似,但 Cosmic Explorer 在 λNS\lambda_{\rm NS} 测量上总体可达到约 1515 倍更好的精度。在网络探测器情况下,2G 与 3G 网络的概率密度函数分别在 σλNS130\sigma_{\lambda_{\rm NS}} \sim 1304\sim 4 处取最大值,且 3G 网络总体可达到约 1010 倍更好的精度。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.02610,
  title  = {Measurability of neutron star tidal deformability from merging neutron star-black hole binaries},
  author = {Hee-Suk Cho},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.02610},
  year   = {2022}
}

备注

16 pages, 19 figures, accepted for publication in PRD