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最响亮的引力波事件

广义相对论与量子宇宙学 2014-09-05 v2 宇宙学与河外天体物理 高能天体物理现象

摘要

正如 Bernard Schutz 首先强调的那样,引力波探测的信噪比存在一个普适分布。由于引力波 (GWs) 几乎不可能通过尘埃吸收或其他天体物理过程被遮蔽,探测信号的强度完全由发射强度和源的距离决定。假设任意引力波源群的空间密度不随时间演化,我们明确证明了探测到的信噪比 (SNR) 值的分布仅取决于探测阈值;它与探测器网络(干涉仪或脉冲星计时阵列)、单个探测器的噪声曲线(初始或 Advanced LIGO)、引力波源的性质(致密双星并合、超新星或其他离散源)以及源变量的分布(无论是质量恰好为 1.4M1.4\,M_\odot 的非自旋中子星,还是质量和自旋的复杂分布)均无关。我们推导了网络中每个单独探测器的信噪比分布,该分布是探测器相对取向和灵敏度的函数。虽然大多数探测事件的信噪比接近探测阈值,但会存在一个延伸至更高信噪比的事件尾部。我们推导了在任何给定探测样本中最响亮(最高信噪比)事件的信噪比分布。我们发现,前四个事件中最响亮事件的中位信噪比应为 \mboxSNR=22\mbox{SNR}=22(对于适用于 Advanced LIGO/Virgo 网络的阈值 12),而当探测事件数达到 40 个时,最响亮信噪比的中位值将增至 47。我们预期这些最响亮的事件将对其源参数提供特别强有力的约束,并在从引力波源中提取天体物理信息方面发挥重要作用。这些分布也为引力波探测器网络的响应提供了重要的内部校准。

关键词

引用

@article{arxiv.1409.0522,
  title  = {The Loudest Gravitational Wave Events},
  author = {Hsin-Yu Chen and Daniel E. Holz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1409.0522},
  year   = {2014}
}