LISA 观测下的相互作用双白矮星族群：随机前景与可分辨源

在本研究中，我们探讨了潮汐力矩和质量转移对 LISA 将观测到的双白矮星（DWDs）族群的影响。从数值模拟预测的 DWDs 形成时的分布出发，我们使用半解析模型在不同潮汐耦合效率和白矮星初始自转的假设下对 DWDs 进行演化。随后，我们估计了每种情景下 LISA 的随机前景和可分辨双星族群。我们预测的 DWD 双星分布可能与仅考虑引力波（GWs）时的预期分布存在显著差异。如果白矮星自转缓慢，我们预测在几 mHz 附近会出现系统过剩，这是由于双星在质量转移开始后发生向外旋近所致。这种系统过剩导致了混淆噪声的差异，在强潮汐耦合下这种差异最为显著。在这种情况下，我们发现可分辨双星的数量远高于仅考虑 GW 的情景。相反，如果白矮星自转迅速且潮汐耦合较弱，我们发现在几 mHz 附近没有过剩，且由 DWDs 引起的混淆噪声非常小。在该情景下，我们还预测在 0.1 mHz 以下存在一个向外旋近双星的子族群。使用 Fisher 矩阵近似，我们估计了可分辨系统 GW 频率导数的不确定性。我们估计，即使对于非吸积系统，忽略 GW 以外效应导致的建模误差也大于统计不确定性，因此这种忽略会导致质量和距离的估计产生偏差。我们的结果强调了 LISA 数据分析中需要灵活的工具。由于我们的半解析模型依赖于确定质量吸积稳定性的简化方法，因此深入理解质量转移 DWD 双星中的稳定性将非常重要。