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引力波天文学缺失的一环:分赫兹频段中等待发现的总结

广义相对论与量子宇宙学 2021-10-26 v1 高能天体物理现象 天体物理仪器与方法

摘要

自2015年以来,LIGO和Virgo的引力波观测改变了我们对致密天体双星的理解。在未来几年中,LIGO、Virgo及其后继者等地面引力波观测站的灵敏度将提高,发现数千个恒星质量双星。在2030年代,天基LISA将提供大质量黑洞双星的引力波观测。在地面观测站约1010-103 Hz10^3~\mathrm{Hz}频段与LISA约10410^{-4}-101 Hz10^{-1}~\mathrm{Hz}频段之间,存在着尚未探明的分赫兹引力波频段。我们提议建造分赫兹观测站来研究这一频率范围,并补充其他探测器的观测。分赫兹观测站非常适合观测中等质量(102\sim10^2-104M10^4 M_\odot)黑洞;它们将能够在恒星质量双星并合前几天至几年前探测到,提供对邻近双中子星并合的预警和双黑洞偏心率的测量,并将实现对广义相对论和粒子物理标准模型的新检验。在此我们总结分赫兹观测站如何能提供关于黑洞在宇宙时标上如何形成与演化的独特见解,改善多信使天文学与多波段引力波天文学的前景,并实现引力、粒子物理与宇宙学的新探测。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.14583,
  title  = {The missing link in gravitational-wave astronomy: A summary of discoveries waiting in the decihertz range},
  author = {Manuel Arca Sedda and Christopher P L Berry and Karan Jani and Pau Amaro-Seoane and Pierre Auclair and Jonathon Baird and Tessa Baker and Emanuele Berti and Katelyn Breivik and Chiara Caprini and Xian Chen and Daniela Doneva and Jose M Ezquiaga and K E Saavik Ford and Michael L Katz and Shimon Kolkowitz and Barry McKernan and Guido Mueller and Germano Nardini and Igor Pikovski and Surjeet Rajendran and Alberto Sesana and Lijing Shao and Nicola Tamanini and Niels Warburton and Helvi Witek and Kaze Wong and Michael Zevin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.14583},
  year   = {2021}
}

备注

13 pages, 1 figure. Published in Experimental Astronomy. Summarising white paper arXiv:1908.11375