克尔时空中圆形赤道测试粒子的建模

极端质量比旋近（EMRI）是未来空间探测器（如eLISA/NGO）和第三代地面探测器（如爱因斯坦望远镜）的主要引力波（GW）源之一。这些系统在天体物理学和基础物理学中都具有重要意义。为了高精度确定其物理参数，我们需要非常精确的理论波形模型或模板。对于圆形赤道轨道，创建这些模板的关键障碍是引力波的通量函数。该函数可以通过非常昂贵的数值模拟来建模（但这会使模板无法用于引力波天文学），或者通过某种解析近似方法（如后牛顿近似）来建模。已知后牛顿近似是渐近发散的，并且对于史瓦西情形仅已知到5.5PN阶，对于克尔情形仅已知到4PN阶。改善通量收敛性的一种方法是使用重求和技巧。在本工作中，我们扩展了先前使用Padé和Chebyshev近似的结果，首先考虑了先前研究中忽略的中心黑洞对引力波的吸收，其次利用史瓦西和吸收项的信息构建了高达5.5PN阶的克尔通量。我们发现这两项改进都改善了收敛性。我们还证明，改善通量模型的最佳重求和方法是基于一个我们称之为“逆Chebyshev近似”的通量函数。