利用电磁观测辅助 LISA 观测致密双星系统的引力波参数估计

我们提出了一项初步研究，探讨在银河系双星系统的引力波 (GW) 数据分析中利用电磁 (EM) 观测知识的效果，这些双星系统预计将由新一代激光干涉空间天线 (Laser Interferometer Space Antenna) 在低频范围 $10^{-4} \mathrm{Hz}<f<1 \mathrm{Hz}$ 内观测到。具体而言，我们考察了若利用来自 EM 数据的可用信息，GW 参数估计的精度能在多大程度上得到提高。为此，我们研究了描述这些双星系统的 GW 参数之间是否存在相关性，以及其中某些参数是否也可从 EM 观测中获得。我们使用了验证双星系统，这些系统被称为 eLISA 的保证源，并将用于测试仪器的功能。我们发现，在表征此类双星系统的七个参数中，仅有少数几个存在相关性。最有用的结果是振幅与倾角之间的强相关性，利用来自 EM 测量的倾角约束，可用于限制振幅的参数不确定性。这种改进幅度可达约 $\sim6.5$ 倍，但取决于源数据的信噪比。此外，我们发现这种强相关性依赖于倾角。对于轻微正面朝向的双星系统 ($\iota \lesssim 45^{\circ}$)，关于倾角的 EM 数据可显著提高 GW 振幅的估计精度。然而，对于侧向双星系统 ($\iota \sim 90^{\circ}$)，仅凭 GW 数据即可准确确定倾角，因此 GW 数据可用于筛选可能成为 EM 后续观测目标的食双星系统。