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重构引力波探测到的致密双星系统的天空位置:测试与比较的方法论

天体物理仪器与方法 2014-04-23 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

重构通过引力波探测到的致密双星并合事件的天空位置,是未来利用地面引力波激光干涉仪网络(如 Advanced LIGO 和 Advanced Virgo)进行观测的核心问题。不同的天空定位技术已被独立开发出来,它们大致可分为两类:完全相干的贝叶斯技术,这类技术延迟较高,旨在对源的所有参数(包括天空位置)进行深入研究;以及“基于三角测量”的技术,这类技术利用分析搜索阶段的数据产物,为探测候选者的天空位置后验概率密度函数提供近乎实时的近似。这些技术此前已应用于以所谓初始配置运行的引力波探测器在最近几次科学运行期间收集的数据。在此,我们开发并分析了用于评估参数估计方法自洽性以及在ifferent算法之间进行公平比较的方法,解决了效率和最优性问题。这些方法具有通用性,可应用于除天空定位以外的其他参数估计问题。我们将这些方法应用于两种现有的天空定位技术(分别代表上述两类),使用了一组来自总质量 20M\le 20\,M_\odot 且无自旋分量的致密双星系统的模拟纯旋进信号。我们比较了这两种技术的相对优势和成本,结果表明,与上次科学运行期间使用的特定变体的“基于三角测量”技术相比,完全相干技术的天空位置不确定性平均小约 20\approx 20 倍,但代价是处理时间长约 1000\approx 1000 倍。

关键词

引用

@article{arxiv.1312.6013,
  title  = {Reconstructing the sky location of gravitational-wave detected compact binary systems: methodology for testing and comparison},
  author = {Trevor Sidery and Ben Aylott and Nelson Christensen and Ben Farr and Will Farr and Farhan Feroz and Jonathan Gair and Katherine Grover and Philip Graff and Chad Hanna and Vassiliki Kalogera and Ilya Mandel and Richard O'Shaughnessy and Matthew Pitkin and Larry Price and Vivien Raymond and Christian Roever and Leo Singer and Marc Van der Sluys and Rory J. E. Smith and Alberto Vecchio and John Veitch and Salvatore Vitale},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1312.6013},
  year   = {2014}
}