下一代引力波观测台进行天体物理推断所面临的重大挑战
广义相对论与量子宇宙学
2025-11-17 v1 高能天体物理现象
天体物理仪器与方法
摘要
下一代引力波观测台将实现前所未有的应变灵敏度，并扩展观测频段。它们每年将探测约 次双中子星(BNS)并合事件，其中最响亮的事件将在频段中持续约 90 分钟，信噪比约为 1500。当前技术将无法确定下一代最响亮的 BNS 信号的天体物理参数。我们表明，来自地球自转和引力波干涉仪自由光谱范围的细微效应会显著增加下一代 BNS 信号的复杂度，相较于 LIGO--Virgo 所观测到的一分钟信号。目前用于加速最昂贵的 BNS 计算的各种压缩方法——降阶求积、多频带处理和相对分箱——将不再有效。我们在考虑地球自转和观测台自由光谱范围的条件下，对模拟的下一代 BNS 信号进行了降阶推断。我们表明，当纳入约 16Hz 以下的数据时——这是精确天区定位所关键的观测频段部分——标准数据压缩技术变得不切实际，且完整问题变得计算上不可行。我们讨论了解决这一复杂问题的潜在路径。
引用
@article{arxiv.2503.04073,
title = {Significant challenges for astrophysical inference with next-generation gravitational-wave observatories},
author = {A. Makai Baker and Paul D. Lasky and Eric Thrane and Jacob Golomb},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.04073},
year = {2025}
}