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进行大规模注入-恢复研究的结果:涉及 35 个数值相对论模拟与三个波形模型的行动

广义相对论与量子宇宙学 2025-10-21 v2 天体物理仪器与方法

摘要

我们 presented 来自广泛注入-恢复活动的贝叶斯推断结果,以测试三个最先进的准圆形引力波模型的有效性:\textsc{SEOBNRv5PHM}、\textsc{IMRPhenomTPHM}、\textsc{IMRPhenomXPHM},后者使用 \textsc{SpinTaylorT4} 实现其预旋动力学。我们分析了 35 个强预旋的二进制黑洞数值相对论模拟,包含全部可用谐波内容。其中 10 个模拟的质量比为 4:14:1,5 个为 8:18:1。总体而言,我们发现 \textsc{SEOBNRv5PHM} 最符合数值相对论,大多数真实源属性位于推断的 90\% 可信区间内。然而,我们发现 none of the models 能可靠地推断 8:18:1 质量比系统的真实源属性。我们另外进行了脉冲-合一-脉落(IMR)一致性测试,以确定所选最先进的波形模型在仅分析脉冲(低频)和脉落(高频)信号部分时是否推断出一致的属性。对于本工作中考虑的模拟,我们发现 IMR 一致性测试取决于分离脉冲和脉落 regime 的频率。对于两个合理的截止频率选择,我们报告 \textsc{IMRPhenomXPHM} 可产生虚假的广义相对论偏差。与此同时,我们发现 \textsc{IMRPhenomTPHM} 在 IMR 一致性测试中最可靠。最后,我们重新分析了相同的 35 个模拟,但这一次我们将模型准确性纳入贝叶斯推断。与 Hoy 等人 2024 年的工作 [arXiv: 2409.19404] 一致,我们发现这种方法通常为二进制黑洞获得更准确的推断属性,偏差较小,与基于其证据组合模型依赖后验分布或以相等权重组合的方法相比。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.19990,
  title  = {Waging a Campaign: Results from an Injection-Recovery Study involving 35 numerical Relativity Simulations and three Waveform Models},
  author = {Sarp Akçay and Charlie Hoy and Jake Mac Uilliam},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.19990},
  year   = {2025}
}

备注

30 pages, 12 figures, matches the published version modulo minor differences