面向含高阶模与进动的完整引力波参数估计的相对分箱法及其在透镜与第三代探测器中的应用

一旦探测到引力波信号，对其源参数的测量对于实现各类科学目标至关重要。这通过贝叶斯推断完成，其中分析代价随模型复杂性与信号时长而增加。对于含进动与高阶模的典型双黑洞信号，模型具有15个参数。采用标准方法，此类分析至少需要数天。对于强引力波透镜——同一信号产生多幅图像——两条数据流联合分析需19个参数，进一步增加复杂性与运行时间。此外，对于第三代探测器，由于最小灵敏频率降低，信号时长增加，导致分析时间更长。随着探测率上升，此类分析可能变得难以处理。本工作中，我们提出一种基于相对分箱（relative binning）且能包含高阶模与进动的快速精确参数估计方法。我们还将该方法拓展至对透镜引力波信号进行联合贝叶斯推断。继而，我们通过分析当前及第三代干涉仪的一组模拟信号，将其精度与速度同最先进的参数估计例程比较。此外，我们首次利用相对分箱分析了若干已知含高阶模的真实事件。对于总质量大于$50\, M_{\odot}$的双黑洞系统，我们的方法比当前技术快约2.5倍。该加速在低质量时更显著，分析时间平均缩短为原来的十分之一。所有情况下，恢复的参数后验概率分布与传统技术所得一致。