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含双自旋效应的进动双中子星新型引力波形模型

广义相对论与量子宇宙学 2025-05-05 v2 高能天体物理现象 天体物理仪器与方法

摘要

我们提出了两种新的频域引力波形模型,用于分析双中子星并合所发射的信号:IMRPhenomXAS_NRTidalv2 和 IMRPhenomXP_NRTidalv2。这两种模型均通过公共算法库 LALSuite 提供,并且是首批包含物质效应的 IMRPhenomX 模型扩展。我们在此表明,相较于它们的现象学前身 IMRPhenomD_NRTidalv2 和 IMRPhenomPv2_NRTidalv2,这两种模型在效率和精度上均有显著提升。新模型的计算效率是通过应用先前用于双黑洞模型的相同多频段技术实现的。此外,IMRPhenomXP_NRTidalv2 实现了更精确的进动动力学描述,包含双自旋效应,并可在扭曲构造中可选地包含物质效应。后者可通过使用后牛顿进动方程的数值积分选项实现。我们表明,新的进动描述使模型能更好地再现进动双中子星数值相对论模拟中观察到的现象学特征。最后,我们展示了新模型在贝叶斯参数估计研究中的一些应用,包括对 GW170817 的重新分析,以及使用具有高速自旋组分的非进动双中子星数值相对论波形进行的模拟观测研究。我们发现,在这些情况下新模型对结果的影响可忽略不计。尽管如此,凭借上述改进,新模型仍是研究未来并合双中子星探测的有价值工具。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.15978,
  title  = {New gravitational waveform model for precessing binary neutron stars with double-spin effects},
  author = {Marta Colleoni and Felip A. Ramis Vidal and Nathan K. Johnson-McDaniel and Tim Dietrich and Maria Haney and Geraint Pratten},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.15978},
  year   = {2025}
}

备注

21 pages, 18 figures. Updated to reflect published version