超反冲双黑洞系统所发射引力波的普适特征
广义相对论与量子宇宙学
2021-10-04 v1
摘要
我们利用数值相对论研究“超反冲”双黑洞系统（即质量相等且自旋反平行的系统）的并合与铃宕阶段。我们找到了一种普适方法来描述这些系统在并合与铃宕阶段发射的质量四极与电流四极引力波：（i）经各自峰值归一化后，这些波的时间演化对 progenitor 的参数（自旋）不敏感。（ii）编码了 progenitor 全部自旋信息的峰值，可一致地拟合为受后牛顿理论启发的公式。我们发现质量四极波的普适演化可由所谓的反向单体（BOB）模型精确建模。然而，目前形式的 BOB 模型对电流四极波会导致较低的波形匹配度及显著的参数估计偏差。我们还将铃宕信号分解为七个泛音，并研究模态振幅对 progenitor 参数的依赖关系。发现该依赖关系对泛音指标不敏感（除一个缩放因子外）。最后，我们利用 Fisher 矩阵技术研究铃宕波形如何至少与旋进阶段同等重要于参数估计。假设 Cosmic Explorer，我们发现当总质量超过约 250 太阳质量时，铃宕部分的贡献占主导。对于大质量双黑洞系统，通过纳入铃宕信息可提升参数测量精度——铃宕部分产生与旋进阶段不同的参数关联，从而降低了完整信号中的整体参数关联。
引用
@article{arxiv.2107.04890,
title = {Universal features of gravitational waves emitted by superkick binary black hole systems},
author = {Sizheng Ma and Matthew Giesler and Vijay Varma and Mark A. Scheel and Yanbei Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.04890},
year = {2021}
}