关于 LISA 在观测大质量黑洞双星并合短寿命信号中的科学性能

观测大质量黑洞双星系统是当前激光干涉空间天线（LISA）的主要科学目标之一。该仪器的设计要求近期已被修订：其在 $0.1\,\mathrm{mHz}$ 处设定了一项要求，而在更低频处无额外明确要求。这对观测由大质量高红移双星并合所产生的短寿命信号具有影响。此处我们考虑最悲观的情形：LISA 在 $0.1\,\mathrm{mHz}$ 以下无灵敏度（此情况不太可能）。我们表明，这些系统引力辐射中高阶多极子（超出主导的 $\ell = |m| = 2$ 模式）的存在——其将以总信噪比 $\sim 10^3$ 被探测到——使 LISA 得以保留精确测量物理参数、红移以及约束天区位置的能力。为阐明此点，我们考虑总（红移后）质量范围 $4 \times10^6 - 4 \times 10^7\,M_\odot$ 内的若干选定双星，其（$\ell = |m| = 2$）引力波信号在带内持续 $\approx 12$ 小时至 $\approx 20$ 天。我们使用高精度（自旋对齐）波形近似 IMRPhenomXHM 对发射的引力辐射建模，并在 LISA 噪声正交的时间延迟干涉测量通道上执行完全相干的贝叶斯分析。