利用类比模型研究 EMRIs 中潮汐诱导的非线性共振
广义相对论与量子宇宙学
2023-10-11 v3 高能天体物理现象
摘要
未来天基引力波天文台 LISA 的重要目标之一是极端质量比旋进（EMRI），其长而精确的波形建模对于探测与表征是必要的。EMRI 动力学建模需要考虑诸如外部潮汐场诱导的效应，后者可在共振处破坏可积性并引起显著相位偏移。本文中，我们使用 Kerr 黑洞的牛顿类比来研究外部潮汐场对动力学和引力波形的影响。我们开发了一个数值框架，利用背景系统的可积性以辛分裂积分器演化系统，并计算近似引力波形以估计扰动影响动力学的时标。将该时标与共振处辐射反作用的特性时间比较，我们引入了一种量化工具，用于判断在 EMRI 引力波建模中可包含潮汐效应的参数区间。作为该框架的应用，我们在一个共振处对动力学进行详细分析，展示相空间中不同的共振进入点如何产生显著不同的动力学，以及如何估计潮汐效应可能占主导的参数空间边界。此类边界按 缩放，其中 度量外部潮汐场强度， 为质量比， 为依赖于共振和潮汐形状的数。我们展示了如何利用我们的框架为模型中径向与极向频率的 2:3 共振估计 。该框架可作为完全相对论情形中潮汐扰动恰当建模的替代。
引用
@article{arxiv.2203.08841,
title = {Tidally-induced nonlinear resonances in EMRIs with an analogue model},
author = {David Bronicki and Alejandro Cárdenas-Avendaño and Leo C. Stein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.08841},
year = {2023}
}
备注
V2. Updated to match published version