来自极大质量比脱轨系统上动力学扰源的共振相互作用
广义相对论与量子宇宙学
2025-08-12 v1 高能天体物理现象
摘要
极大质量比脱轨系统(EMRIs)是由一颗致密天体缓慢轨道脱落至其巨大致密伴侣的二体系统。由于我们预计此类系统将存在于银河中心的环境中并受到动态影响，我们期望它们在研究这些环境和测试强场引力理论方面发挥重要作用。与EMRI运动相关的引力波位于mHz波段，因而是未来太空基探测器的目标源。然而，由于这些银河中心的拥挤程度，这些EMRIs可能受到靠近的其他轨道天体的扰动。在本文中，我们分析了由于第三颗扰源在共振位置附近引起的EMRI潜在扰动。我们使用前一系列论文[Silva 与 Hirata, {\slshape Phys. Rev. D} {\bfseries 106}:084508 (2022)]中开发的形式化和代码工具，并将其扩展以处理一般外向天体轨道，允许在单个轨道内以及各种SMBH自转下进行多次共振相互作用。我们发现，通过研究近142,000个不同于180个模拟轨道系统中的共振相互作用， none 导致EMRI动力学发生超越扰动性修正的变化，但可能导致波形相位发生约0.1弧度的显著变化。由第三颗扰源引起的可检测波形相位变化可能很常见，将需要在开发准确的EMRI波形模型时予以认真考虑。这一分析表明，我们的形式化和管道足够稳健，可以处理来自EMRI周围各种扰源轨道配置的各种共振，这将有助于开发更准确的波形模型，以更好地探测银河中心环境并利用引力波观测EMRIs来检验引力理论。
引用
@article{arxiv.2507.22260,
title = {Resonant interactions from dynamical perturbers on generic orbits around an extreme mass ratio inspiral},
author = {Makana Silva and Harrison G. Blake-Goszyk and Christopher M. Hirata},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.22260},
year = {2025}
}