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错位建模导致的预旋轨道双黑洞环形振荡系统性偏差

广义相对论与量子宇宙学 2024-08-06 v1

摘要

精确的波形建模对于引力波天文学中的参数估计至关重要,这影响了我们对源属性的理解以及对广义相对论的检验。双黑洞(BBH)系统中轨道和自旋角动量的预旋运动,尤其是当自旋方向不一致时,给引力波波形建模带来了复杂挑战。当前的预旋BBH波形模型采用协旋参考系,即随二进制运动一起预旋的参考系。本文我们研究了该协旋参考系中环形振荡频率建模不准确导致的偏差来源。我们发现,协旋参考系中环形振荡频率的建模不准确,会在参数估计中引入系统性偏差,尤其是针对高质量系统以及引力波信号的灵魂检验(Inspiral-Merger-Ringdown, IMR)一致性检验。我们采用IMRPhenomXPHM模型,进行基于Fisher矩阵分析的IMR一致性检验,并开展完整的注入信号参数估计研究。我们的结果表明,这种建模不准确尤其影响具有高质量比、大自旋幅度以及高度倾斜自旋的BBH系统。这些发现表明,所有未解决此问题的波形模型都存在不一致性。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.02671,
  title  = {Systematic bias due to mismodelling precessing binary black hole ringdown},
  author = {Cheng Foo and Eleanor Hamilton},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.02671},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 5 figures