地面引力波探测器中中子星双星的源混淆效应极小

在当前第二代地面引力波探测器之后的升级将使它们能够观测到数以万计的中子星与黑洞双星系统。鉴于中子星信号在探测器频带内通常持续数分钟至数小时，其中许多信号将在时频平面内重叠，从而产生非零互相关。我们考察了时频轨迹交叉的重叠信号所引起的源混淆。采用观测到的中位并合率 $100$ Gpc$^{-3}$yr$^{-1}$，每个中子星双星信号在从 2(5)[10] Hz 观测时平均与 42(4)[0.5] 个其他信号重叠。绝大多数重叠发生在低频段——此处旋近演化缓慢：91% 的时频重叠发生在 5 Hz 以下的频带内。重叠信号的联合效应不满足中心极限定理，源混淆不能被视为平稳高斯噪声：在以 2(5)[10] Hz 为中心的单个自适应时频区间内，平均有 0.91(0.17)[0.05] 个信号存在。我们在一个真实的中子星双星族群下量化了源混淆，发现参数不确定性通常增加不到 1%，除非存在探测器参考系啁啾质量差 $\lesssim 0.01 M_{\odot}$ 且重叠频率 $\gtrsim$ 40 Hz 的重叠信号。在 $1\times10^6$ 个模拟信号中，0.14% 落入该探测器参考系啁啾质量差区域，但其重叠频率通常低于 40 Hz。对于事件瞬时重叠的地面探测器，源混淆显著弱于 LISA 中相应的情形——在 LISA 任务寿命内，多类事件持续重叠。