极端质量比旋近问题中的蝴蝶效应

对恒星级致密天体旋近并进入大质量黑洞所产生的引力波的测量，是检验广义相对论和大质量黑洞性质，以及星系核中这些黑洞周围恒星分布的独特探针。当前的数据分析技术可以为我们提供误差非常窄的参数估计。然而，极端质量比旋近并非一个两体问题，因为附近轨道上的其他恒星体会影响捕获轨道。任何与孤立旋近的偏离都会在理想波形中引入微小但可观测的偏差，这可能会被误解为广义相对论的失效。基于对类似银河系核球中质量分层的保守分析，我们估计另一颗恒星具有与极端质量比旋近可比拟的半长轴的可能性不可忽略，尽管可能非常小。在我们仅考虑通过引力辐射损失能量的情况下，这颗恒星会在轨道中引入可观测的扰动。当考虑两个一阶非耗散后牛顿贡献（轨道的近心点进动）时，极端质量比旋近轨道要素的演化在本质上是混沌的。这项研究的意义是双重的。一方面，利用毫赫兹任务探测星系核中的极端质量比旋近来检验广义相对论和测量大质量黑洞参数将比人们认为的更具挑战性。另一方面，这种行为原则上可以用作星系核中质量分层的特征。