利用极端质量比旋近探测修正的引力波传播

极端质量比旋近（EMRI）即由一个大质量黑洞和一个致密恒星级天体组成的双星系统，预计将成为激光干涉空间天线（LISA）探测到的引力波（GW）源之一。与当前引力波探测器探测到的致密双星并合类似，EMRI 可用作宇宙标尺来探测宇宙的膨胀。受当前宇宙学观测中的张力以及暗能量替代模型的启发，修正引力理论会影响引力波在宇宙学距离上的传播，其修正通常用两个唯象参数 $\Xi_0$ 和 $n$ 来参数化。在这项工作中，我们采用贝叶斯方法，首次利用 LISA 探测到的最响亮模拟 EMRI 作为暗哨声源并配合模拟星系目录，来约束偏离广义相对论的参数化偏差。假设除 $\Xi_0$ 外的所有宇宙学参数均已被严格约束，我们的预测表明，在 4 年 LISA 观测下，$\Xi_0$ 可被约束到百分之几的水平（90% 置信区间），除非 EMRI 探测率更接近当前悲观预期。若同时推断额外宇宙学参数，这些结果会迅速退化，但在延长至 10 年的 LISA 观测周期下会变得更稳健。总体而言，我们发现 LISA 的 EMRI 在约束修正引力波传播方面优于当前第二代地基引力波探测器，但仅在最乐观情形下才可与第三代探测器相媲美。