双黑洞的散射与动力学俘获：数值与解析方法的协同
广义相对论与量子宇宙学
2025-03-06 v2
摘要
我们利用GR-Athena++进行的数值相对论（NR）模拟，研究了两个黑洞的初始非束缚系统。我们关注参数空间中接近从散射到动力学俘获转变的区域，考虑了等质量自旋对齐以及不等质量无自旋的构型。随后，数值结果被用于验证用于动力学俘获和散射的有效单体（EOB）模型TEOBResumS-Dal'i。我们发现，在低能区域（），波形现象学、散射角、失配度和能量学方面均具有良好的一致性。特别是，使用Advanced LIGO的零失谐、高功率噪声谱密度加权的失配度通常低于或接近水平，仅有少数对应于自旋双星的情况略高于阈值，这表明TEOBResumS-Dal'i可用于当前低能散射和动力学俘获的数据分析。我们还通过使用时域代码RWZHyp数值求解Zerilli方程，讨论了测试质量极限下的动力学俘获。后一项分析为EOB波形的解析非圆修正以及NR Weyl标量的积分提供了宝贵的见解。
引用
@article{arxiv.2405.20398,
title = {Scattering and dynamical capture of two black holes: synergies between numerical and analytical methods},
author = {Simone Albanesi and Alireza Rashti and Francesco Zappa and Rossella Gamba and William Cook and Boris Daszuta and Sebastiano Bernuzzi and Alessandro Nagar and David Radice},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.20398},
year = {2025}
}
备注
33 pages, 18 figures. Updated according to published version