迈向通用双星引力波波形模型 II：利用单一有效进动参数模拟进动效应

通用黑洞双星发射的引力波 (GWs) 展现出丰富的结构，直接反映了由轨道平面进动引入的复杂动力学，这对通用波形模型的开发构成了真正的挑战。近期模拟这些信号的进展依赖于非进动长期旋进与进动引起的旋转之间的近似解耦。然而，后者通常依赖于双星的所有物理参数，使得建模工作以及理解参数估计前景变得极其复杂。在此，我们表明主要的进动效应可以通过一组简化的自旋参数来捕捉。具体而言，我们引入了一个单一的有效进动自旋参数 $\chi_p$，其定义为旋进过程中某一（任意）时刻位于轨道平面内的自旋分量。我们通过考虑由对应非进动双星构型的物理参数（总质量、质量比以及与轨道角动量（反）平行的自旋分量）加上施加于较大黑洞的有效进动自旋所指定的双星旋进构型，来测试该参数的有效性。我们表明，对于绝大多数随机进动构型，旋进过程中的进动动力学可以由我们的等效构型很好地近似。我们的结果表明，在可比质量区域，仅包含三个自旋参数的波形模型能够忠实地表示通用波形，这对引力波搜索、参数估计以及进动双星参数空间的数值探索的前景具有实际意义。