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非嵌套多重网格方法的自旋效应在第三后牛顿阶的相位公式中

广义相对论与量子宇宙学 2025-07-22 v2 高能天体物理现象

摘要

预期产生引力波的紧凑二体源可能具有自旋并处于偏心轨道上。目前尚无包含自旋和偏心信息的引力波相位闭式表达式。引入偏心可使波形生成过程变慢,通常需要更慢的数值方法来描述其演化。然而,当偏心被视为小参数时,可以获得波形相位的闭式表达式,从而实现快速的波形生成。本文获得了在初始偏心(e0)(e_0)的八次方次序内,同时包括对齐自旋至第三后牛顿阶的引力波相位闭式表达式。相位以时间和频率两个域获得。全解析近似方法(TaylorT2)也被重新求和,用于初始偏心可达0.5的情形。基于平稳相近似的频率域近似方法(TaylorF2)与现有模型(TaylorF2Ecc)进行比较,以评估新计算的偏心/自旋项的重要性。研究结果表明,对于偏心约大于0.15(定义于10 Hz)且自旋较小(约0.2)的情况,偏差可超过1%。这会导致整体信噪比下降,若在波形中忽略偏心和对齐自旋的组合效应,降低了来自偏心自旋紧凑二体挤压的引力波的检测效率。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.10909,
  title  = {Spin effects in the phasing formula of eccentric compact binary inspirals up to the third post-Newtonian order},
  author = {Omkar Sridhar and Soham Bhattacharyya and Kaushik Paul and Chandra Kant Mishra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.10909},
  year   = {2025}
}

备注

38 pages, 4 figures, version as accepted in PRD