自旋非进动双黑洞的后牛顿因子化多极波形

我们将Damour、Iyer和Nagar提出的多极波形因子化重求和推广到自旋黑洞。对于在克尔黑洞赤道面上螺旋运动的非自旋测试粒子，我们发现，将残余相对论振幅f_{l m}替换为其l次根ρ_{l m} = f_{l m}^{1/l}的因子化多极振幅，在轨道速度v ≤ 0.4且克尔自旋值q ≤ 0.95时，与数值振幅吻合良好。数值振幅通过谱方法求解Teukolsky方程得到。对于顺行轨道和大自旋值的克尔黑洞，通过在ρ_{l m}中适当分解出低阶后牛顿贡献，可在高速度下进一步改善一致性。与标准泰勒展开的后牛顿近似相比，该重求和方法使数值振幅与解析振幅（以及能量通量）之间实现了更好且更系统的吻合。这对于高阶模式（如(2,1)、(3,3)、(3,2)和(4,4)）尤为明显，因为这些模式的低自旋后牛顿项已知较少。我们还将多极振幅的因子化重求和推广到一般质量比、非进动、自旋黑洞。最后，我们在研究中使用了新近计算的若干次主导模式的高阶后牛顿项，并给出了奇宇称（流）和偶宇称（奇）多极的半后牛顿和一阶半后牛顿贡献的显式表达式。这些结果可用于构建更精确的地基和空间引力波探测器模板。