天体物理引力波背景的最优搜寻
广义相对论与量子宇宙学
2018-04-25 v2 高能天体物理现象
天体物理仪器与方法
摘要
大致每 2-10 分钟,宇宙中某处就有一对恒星质量黑洞并合。这些并合中有一小部分被 LIGO 和 Virgo 等先进探测器作为可单独分辨的引力波事件探测到。其余的则贡献于一个随机背景。我们导出了针对未分辨双星背景的统计最优搜寻策略。我们的方法对所有可用数据应用贝叶斯参数估计。使用蒙特卡洛模拟,我们证明该搜寻既“安全”又有效:它不会被诸如 glitch 之类的仪器伪影所欺骗,并且无偏地恢复模拟的随机信号。在现实假设下,我们估计该搜寻能用约一天的设计灵敏度数据探测到双黑洞背景,而传统互相关搜寻需约 个月。该框架独立约束并合率与黑洞质量分布,打破了互相关方法中存在的简并。该搜寻为致密双星的群体研究提供了一个统一框架,其表述为超参数估计。我们讨论了若干扩展与推广,包括:对其他源(如双中子星与连续波源)的应用、对连续高斯背景的同时估计,以及脉冲星计时中的应用。
引用
@article{arxiv.1712.00688,
title = {The optimal search for an astrophysical gravitational-wave background},
author = {Rory Smith and Eric Thrane},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.00688},
year = {2018}
}
备注
16 pages, 9 figures