EMRI动力学中的非线性效应及其在引力波上的印记

任何致密双星的引力波旋进的最大部分都可理解为某一参考保守系统轨迹之间的缓慢绝热漂移。在许多情形下，该保守系统的相空间是光滑的，相空间中不存在“拓扑跃迁”，意味着在旋进过程中轨道运动的特征没有突发的定性变化。然而，在本章中我们讨论该假设失效以及非线性和/或非光滑跃迁发挥作用的情形。在受扰的可积保守系统中，拓扑跃迁突然出现在共振处，我们勾勒了如何在旋进模型中实现穿越此类区域。尽管本章的许多进展适用于一般旋进，我们聚焦于称为极端质量比旋进（EMRI）的特定情形。EMRI由一个致密恒星级天体旋进至超大质量黑洞构成。在主导阶，参考保守系统就是超大质量黑洞场中的测地线运动，而漂移速率由辐射反作用给出。在爱因斯坦引力中，超大质量黑洞场是可积测地线运动的Kerr时空。然而，运动方程可以多种方式被扰动，使得相空间以及旋进中出现 prolonged共振和混沌，我们在简单的物理动机例子中予以展示。