GW-Universe工具箱II：利用第二代与第三代探测器约束双黑洞族群
高能天体物理现象
2022-08-03 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
我们采用GW-Universe工具箱所用方法生成恒星级双黑洞（BBH）并合探测的模拟星表。我们以先进LIGO（aLIGO）与爱因斯坦望远镜（ET）作为第二代与第三代引力波（GW）观测器的代表，研究BBH的GW观测如何用于约束随红移与质量变化的并合率。我们还模拟了灵敏度相当于设计阶段ET一半的探测器（代表ET早期阶段）的观测。使用两种方法从星表获取源族群性质的约束：1. 参数化微分并合率模型并对参数施加贝叶斯推断；2. 非参数化并使用加权核密度估计。结果显示第三代探测器相对于第二代在BBH族群性质研究上具有压倒性优势，尤其在红移高于约2（被认为并合率峰值所在）处。利用模拟aLIGO星表，参数化贝叶斯方法仍能在探测视界之外对并合率密度与质量函数给出一定约束，而非参数化方法在那里完全丧失约束能力。我们还发现，尽管半灵敏度ET在更长观测时间后探测数可轻易与全ET相当，但全ET星表因其GW事件物理参数更小的不确定性仍能给出远优的族群性质约束。
引用
@article{arxiv.2201.06196,
title = {The GW-Universe Toolbox II: constraining the binary black hole population with second and third generation detectors},
author = {Shu-Xu Yi and Fiorenzo Stoppa and Gijs Nelemans and Eric Cator},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.06196},
year = {2022}
}
备注
8 pages, 10 figures, Accepted by A&A; (the abstract shown above is trimmed in order to fit in the abstract field)