含双自旋效应的进动双黑洞引力波信号唯象模型

致密双星的属性（如质量和自旋）会印记在其发射的引力波中，并可使用参数化波形模型进行测量。在这些波形模型中准确且高效地描述系统各角动量的复杂进动动力学，是当前活跃的研究课题。在LIGO和Virgo数据分析中广泛使用的关键模型之一是单进动自旋波形模型IMRPhenomPv2。在本文中，我们提出一个新模型IMRPhenomPv3，它在进动动力学中包含了两个独立自旋的效应。IMRPhenomPv2利用单自旋频率依赖的后牛顿旋转来描述进动效应，而改进模型IMRPhenomPv3采用了基于近期进动动力学描述进展的双自旋旋转。除双自旋进动外，该改进模型还受益于对进动效应更精确的描述。我们针对大量进动数值相对论模拟验证了新模型。我们发现，与IMRPhenomPv2相比，IMRPhenomPv3与进动双黑洞模拟的旋进部分吻合更好，并且在更大的参数空间区域上更稳健。作为首次应用，我们使用描述双自旋进动的波形模型首次分析了引力波事件GW151226。在统计不确定度内，我们的结果与已发表结果一致。IMRPhenomPv3将允许利用引力波研究双黑洞各自旋的可测性，并可作为进一步改进的基础，例如通过并合建模进动、扩展到更高多极矩以及包含潮汐效应。