空间位移噪声抵消引力波探测器的八面体构型
广义相对论与量子宇宙学
2013-11-21 v2 天体物理仪器与方法
摘要
我们首次研究了一种用于空间引力波探测器的三维八面体星座，称之为八面体引力波天文台（OGO）。该星座由六艘航天器组成，无需类似 LISA 的无拖曳控制即可消除引力波信号中的激光频率噪声和加速度扰动，从而简化了有效载荷并降低了对推进器的严格要求。我们通过推导一组用于消除激光和加速度噪声的数据流组合生成元，将 LISA 的时间延迟干涉测量推广为位移噪声自由干涉测量（DFI）。然而，三维构型使得轨道选择变得复杂。迄今为止，仅发现拉格朗日点 L1 附近的晕轨道足够稳定，但这仅允许长达 1400 km 的短臂长。我们推导了在此臂长下 OGO 的灵敏度曲线，其在 100 Hz 附近的峰值灵敏度约为 。我们将此版本的 OGO 与现役地面探测器及部分未来探测器进行了比较。我们还探讨了此类探测器的科学潜力，包括观测致密双星并合、随机背景和脉冲星产生的引力波，以及检验替代引力理论的可能性。我们发现这种短臂长探测器的性能水平中等，介于初始地面探测器和先进地面探测器之间。因此，实际建造这种特定构型的空间探测器似乎效率不高。然而，若能找到允许更长探测器臂长的替代轨道，利用本文展示的八面体构型和 DFI 解，便可构建出科学产出大幅提升的探测器。（摘要删节）
引用
@article{arxiv.1306.3865,
title = {Octahedron configuration for a displacement noise-cancelling gravitational wave detector in space},
author = {Yan Wang and David Keitel and Stanislav Babak and Antoine Petiteau and Markus Otto and Simon Barke and Fumiko Kawazoe and Alexander Khalaidovski and Vitali Müller and Daniel Schütze and Holger Wittel and Karsten Danzmann and Bernard F. Schutz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.3865},
year = {2013}
}
备注
17 pages, 5 figures, revtex4-1, matches version accepted by PRD