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轨道平均化之外,离心轨道双黑洞合并中的独一无二与普遍振荡效应

广义相对论与量子宇宙学 2024-11-22 v1 高能天体物理现象

摘要

我们分析了192组来自RIT的离心轨道双黑洞合并数据,通过时间将辐射能量分解为三个 distinct 阶段:轨道内、晚期轨道内至合并、以及环振阶段。我们的研究发现,辐射能量在这些阶段之间呈现出普遍的振荡行为,这种振荡受初始离心率变化的影响。从后牛顿视角,我们比较了辐射能量的轨道平均值与轨道内平均值。我们的发现表明,振荡模式源于非轨道平均效应,而在应用轨道平均化后,这些效应则消失。这种轨道效应对合并残留物的质量、自旋和惯性速度具有显著影响,随着初始离心率的增加,其影响力度也随之增强。具体而言,在后牛顿框架下,当初始时间离心率 et0=0.5{e_t}_0 = 0.5 时,质量、自旋和惯性速度振荡幅值分别比 et0=0.1{e_t}_0 = 0.1 时提高约为10倍、5倍和7倍。对于圆形轨道(et0=0.0{e_t}_0 = 0.0),振荡完全消失。这些发现对波形建模、数值相对论模拟以及双黑洞形成通道的表征具有重要意义。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.13801,
  title  = {Unique and Universal Effects of Oscillation in Eccentric Orbital Binary Black Hole Mergers beyond Orbital Averaging},
  author = {Hao Wang and Yuan-Chuan Zou and Qing Wen Wu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.13801},
  year   = {2024}
}

备注

6 pages, 5 figures, submitted