利用引力波测量旋进偏心中子星与黑洞双星的准确性

在最近的一篇论文中，我们使用Fisher矩阵方法确定了即将建成的第二代LIGO/VIRGO/KAGRA探测器网络在设计灵敏度下，对偏心的、进动的、非自旋的、旋进的、恒星质量黑洞-黑洞(BH-BH)双星的物理参数的测量准确性。在此我们将该研究扩展到广泛的双星质量范围，包括中子星-中子星(NS-NS)、NS-BH和BH质量高达$110 \, M_{\odot}$的BH-BH双星。在光度距离$D_L$处，若$e_{10 \,\rm Hz} \gtrsim 0.1$，则NS-NS、NS-BH和BH-BH双星在引力波(GW)频率$10 \, {\rm Hz}$处的偏心率$e_{10 \,\rm Hz}$的测量误差在$(10^{-4}-10^{-3}) \times (D_L/ 100\,\rm Mpc)$范围内。对于质量和距离类似于已探测到的10个GW暂现源的事件，我们表明若$0.081 \lesssim e_{10 \,\rm Hz}$则可能探测到非零轨道偏心率。因此，设计灵敏度下的LIGO/VIRGO/KAGRA探测器网络将能够区分偏心波形与圆形波形。与圆形旋进相比，我们发现对于BH伴星质量$\lesssim 40 \, M_{\odot}$的NS-NS和NS-BH双星，啁啾质量测量精度可分别提高至多约20倍和约50-100倍。偏心源的识别可能提供其天体物理起源的信息；它将表明在三体或更高多重性系统中的合并双星，或致密恒星系统(如球状星团或星系核)中动力学形成的双星。