共振增强与减弱的强场引力波通量

恒星质量 ($1 - 100\,M_\odot$) 致密天体旋入超大质量 ($10^5 - 10^7\,M_\odot$) 黑洞的过程一直是研究的重点，这不仅因为此类系统有望成为引力波的天体物理源，还因为它们是广义相对论二体问题的一个清晰极限。近年来，我们对这一问题的理解取得了显著进展，特别是在建模由小天体与其自身时空形变相互作用产生的“自引力”方面。最近的研究表明，当与轨道 $\theta$ 和 $r$ 运动相关的频率成整数比时，这种自相互作用尤为有趣：$\Omega_\theta/\Omega_r = \beta_\theta/\beta_r$，其中 $\beta_\theta$ 和 $\beta_r$ 均为整数。在本文中，我们表明，对于此类“共振”轨道，自相互作用的关键方面可以通过基于 Teukolsky 方程的相对简单的引力波通量计算来理解。我们展示了共振轨道的通量取决于径向运动和角运动的相对相位。本文旨在用简单的术语说明这种相位依赖性是如何产生的，所使用的工具适用于强场轨道，并初步研究了通量随该相位及其他轨道参数变化的剧烈程度。未来的工作将利用完整的耗散自引力，更深入地考察共振及近共振强场效应，这对于表征双星系统如何演化穿过轨道共振至关重要。