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致密双黑洞的电磁啁啾:引力波旋进的相位模板

高能天体物理现象 2017-07-19 v1 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

质量在 10410^410710^7 MM_\odot 之间的双黑洞(BBH)产生的引力波(GWs),一旦其轨道频率超过 10410^{-4} - 10510^{-5} Hz,即可被激光干涉空间天线(LISA)探测到。在此阶段,双星间距约为 a=100Rga=100 R_g(引力半径),轨道速度量级为 v/c=0.1v/c=0.1。我们论证在此阶段,该双星将通过束缚于各个黑洞的气体产生明亮的电磁(EM)辐射。两个黑洞在 X 射线波段、甚至可能还有光学波段都将拥有各自的光球。相对论性多普勒调制和透镜效应将不可避免地在电磁光变曲线中印刻周期性变化,追踪轨道运动的相位,并作为引力波旋进波形的模板。LISA 在合并前数周至数月对源的高级定位,将使宽视场 X 射线或光学仪器能够测量这一电磁啁啾。引力波与电磁啁啾信号相位的比较将有助于打破系统参数间的简并性,并探测光子与引力子传播速度的微小差异 Δv\Delta v,精度可达 Δv/c=O(1017)\Delta v/c = O(10^{-17})

关键词

引用

@article{arxiv.1705.06765,
  title  = {The electromagnetic chirp of a compact binary black hole: a phase template for the gravitational wave inspiral},
  author = {Zoltán Haiman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1705.06765},
  year   = {2017}
}

备注

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