高自旋构型下双中子星并合模拟的误差预算

数值相对论模拟为研究双中子星并合动力学提供了独特的方法，并对旋近晚期的引力波形给出了最精确的预测。然而，数值预测容易受到源于初始准圆双星构型的构建、演化所用的数值方法以及引力信号提取过程中的系统偏差影响。为评估这些方面产生的不确定性，我们分析了无量纲自旋参数 $\chi=0.5$ 的高自旋中子星并合。初始数据由 \textsc{FUKA} 和 \textsc{SGRID} 两个求解器准备，随后由 \textsc{SACRA} 和 \textsc{BAM} 两个独立代码进行演化。我们评估了数值离散化、有限提取半径以及数值框架差异对所得引力波形的影响。分析表明，数值波形的主要不确定性来源是演化代码，而初始数据求解器的影响较小。我们还将数值相对论波形与最先进的解析模型进行了比较，发现两者之间的差异超出了估计的数值不确定性。我们提出几点建议： 两颗中子星接触后，双星进入实质单体阶段，此时解析波形成为不充分的近似； 解析模型可能未能捕捉到四极矩之外的有限尺寸效应； 解析模型中不一致地使用双黑洞基线可能也导致了这些差异。所呈现的结果为双中子星并合的数值波形误差预算设定了基准，并为解析模型进一步探索双中子星并合的高自旋参数空间提供了信息。