关于 LISA 对高次谐波的可探测性
广义相对论与量子宇宙学
2024-10-01 v2 高能天体物理现象
摘要
超大质量黑洞双星（SMBHBs）预计将被未来的空间引力波探测器 LISA 以高信噪比（SNR）探测到。这一前景增强了在旋进-并合-铃宕（IMR）波形中区分高次谐波的可能性。在本研究中，我们检验了 LISA 识别 SMBHB 的 IMR 波形中不同模式存在的能力。我们分析了各模式对不同源总 SNR 的贡献。高次模式，特别是 (3,3) 和 (4,4) 模式，对于量级为 的 SMBHB，可主导 LISA 探测器观测到的信号。通过贝叶斯分析，我们可以判别具有不同谐波的模型。虽然球谐函数常被认为正交，但我们观察到在 LISA 观测的并合-铃宕阶段并非如此。忽略谐波不仅会降低 SNR，还可能导致有偏的参数估计。我们在一个源示例中分析了各模型的偏差，并量化了可期望参数偏差与统计误差相当时所需的阈值 SNR。通过计算 Fisher 近似的波形模型误差，并将其与采样器结果的后验分布比较，我们可以评估解析偏差的真实性，其随引入更多谐波而与采样器结果收敛。总之，要正确估计所有内禀参数，需要 SNR 达数百（如 LISA 预期的）的 SMBHB 事件使用至少包含 (2,2)、(2,1)、(3,3)、(3,2)、(4,4)、(4,3) 模式的模板。我们的工作凸显了高次模式对描述 LISA 探测事件引力波形的重要性。
引用
@article{arxiv.2304.03142,
title = {On the detectability of higher harmonics with LISA},
author = {Chantal Pitte and Quentin Baghi and Sylvain Marsat and Marc Besançon and Antoine Petiteau},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.03142},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 13 figures, submitted to PRD