利用第二和第三代引力波探测器网络观测偏心双黑洞并合

[删节] 我们介绍了偏心、非自旋、旋进-高斯过程并合近似（ENIGMA）波形模型的改进版本。我们发现这一即用型模型能够：(i) 在 $m_{\{1,\,2\}}\in[5M_{\odot},\,50M_{\odot}]$ 参数空间和全部双星倾角范围内抽样超过 100 万样本时产生物理一致的信号；(ii) 从初始引力波频率 $f_{\textrm{GW}} =15\,\textrm{Hz}$、采样率 8192 Hz 起在 0.04 秒内生成波形；(iii) 复现准圆并合的物理过程。我们利用 ENIGMA 计算偏心双黑洞并合的期望信噪比（SNR）分布，假设存在包含双 LIGO 探测器、Virgo、KAGRA、LIGO-India、澳大利亚的 LIGO 型探测器、Cosmic Explorer 和 Einstein Telescope 的第二及第三代引力波探测器网络。在先进 LIGO 型探测器背景下，我们发现对于 $f_{\textrm{GW}} =10\,\textrm{Hz}$ 处 $e_0\leq0.4$ 的系统，即使偏心信号的时长仅为具有相同总质量和质量比的准圆系统的三分之一，其 SNR 也始终大于准圆并合。对于 Cosmic Explorer 型探测器网络，我们发现对于 $f_{\textrm{GW}} =10\,\textrm{Hz}$ 处 $e_0\leq0.3$ 的系统，偏心并合具有与准圆系统相似的 SNR。在 $f_{\textrm{GW}} =10\,\textrm{Hz}$ 处 $e_0\sim0.5$ 的系统，其 SNR 为准圆并合所产生的 SNR 的 50%–90%，即便这些偏心信号长度仅为准圆系统的三分之一到十分之一。对于 Einstein Telescope 型探测器，我们发现对于 $f_{\textrm{GW}} =5\,\textrm{Hz}$ 处 $e_0\leq0.4$ 的系统，偏心并合具有与准圆系统相似的 SNR。