多波段引力波天文学：利用分赫兹探测器 B-DECIGO 观测双星旋进

一个正在推进的日本分赫兹波段引力波（GW）任务：B-DECIGO（分赫兹激光干涉引力波天文台）将使我们能够探测到类似 GW150914 的双黑洞、类似 GW170817 的双中子星，以及延伸至宇宙学距离的中等质量双黑洞。B-DECIGO 波段介于 aLIGO-Virgo-KAGRA-IndIGO（百赫兹）与 LISA（毫赫兹）波段之间，以获得更宽带宽；所述源在跨越多波段的数周至数年内辐射引力波，从而积累高信噪比。这表明联合探测可能极大改善双星参数估计。我们考察 B-DECIGO 测量双星参数的能力，并评估多波段分析在多大程度上能改善此类测量。使用非进动后牛顿波形与 Fisher 矩阵方法，我们发现对于 GW150914 与 GW170817 类系统，B-DECIGO 能在提前约一周警报 aLIGO 与电磁设施前，将质量比测量到 $< 0.1\%$ 以内，单个黑洞自旋测量到 $< 10\%$ 以内，并合时间测量到 $< 5\,$s 以内。B-DECIGO 提供给 aLIGO 的先验信息可进一步将例如某些中子星潮汐致形变测量的不确定度降低约 6 倍，并有可能确定自旋致中子星四极矩。LISA 与 B-DECIGO 的联合测量也能以百分量级精度恢复中等质量双黑洞的质量与自旋。然而，由于对精确 GW 信号的后牛顿近似，这些结果将存在较大的系统偏差。