从双黑洞旋近探测黑洞“电荷”

最近的引力波观测使我们能够超越引力物理的标准范式，即广义相对论（GR）。除了典型天体物理黑洞所具有的质量和角动量之外，超出GR的理论通常会给这些黑洞带来“电荷”。值得注意的是，对于携带额外“电荷”毛发的黑洞，我们预期黑洞吸收效应会相应修改并改变潮汐加热项。因此，在引力波波形模型中包含来自黑洞“电荷”的修正，使我们能够检验观测双星与GR中Kerr黑洞的一致性。我们计算了双星旋近相位对潮汐加热效应产生的“电荷”参数的显式依赖，并研究了从双星并合的引力波观测中测量该参数的可能性。具体而言，我们采用{\tt TaylorF2}波形模型（该模型精确模拟了自旋对齐双星并合的旋近演化）和基于贝叶斯分析的引力波数据推断，来测量一组选定已探测双星的“电荷”参数。我们还进行了详细的模拟研究，以考察从不同质量、自旋和源位置的双星测量电荷参数的可能性。对第三次引力波瞬态目录中选定引力波事件的分析表明，在当前灵敏度下，观测信号对“电荷”参数的约束较差。相比之下，模拟研究表明，具有显著质量不对称性的自旋双星对黑洞“电荷”参数提供了最佳约束。最后，我们研究了从未来灵敏度更高的引力波探测器测量黑洞“电荷”参数的前景。