波形与通量：面向第三代探测器的非进动并合黑洞双星的自洽有效单体波形模型

我们给出了数值相对论（NR）在无穷远处的角动量通量与 TEOBResumS 中进入辐射反作用的相应量之间的全面比较，TEOBResumS 是一个用于准圆轨道非进动并合黑洞双星的有效单体（EOB）波形模型。该比较促使我们在模型中实施两处改动：(i) 在进入辐射反作用的 $\ell=m$、$\ell\leq 5$ 多极子中包含次拟圆修正；(ii) 相应更新模型中 NR 告知的自旋-轨道部分。这产生了一个新的波形模型，在波形与动力学之间具有更高的自洽性，并与 NR 模拟有更好的吻合。我们通过计算 EOB/NR 失匹配度 $\bar{F}_{\rm EOB/NR}$ 来测试该模型，所用数据为 Simulating eXtreme Spacetime 目录中可用的全部 534 个自旋对齐构型，并特别使用了 Advanced LIGO、Einstein Telescope 和 Cosmic Explorer 的噪声功率谱密度，总质量最高达 $500M_\odot$。我们发现最大失匹配度 $\bar{F}^{\rm max}_{\rm EOB/NR}$ 大多在 $10^{-4}$ 到 $10^{-3}$ 之间，且随着系统有效自旋的增大性能逐渐恶化至约 $5\times 10^{-3}$。我们对 \SEOB{} 模型进行了类似分析，其给出的 $\bar{F}^{\rm max}_{\rm EOB/NR}$ 值相对于有效自旋均匀分布，且大多在 $10^{-3}$ 到 $10^{-2}$ 之间。我们得出结论，改进后的 TEOBResumS 模型已经代表了面向第三代探测器开发高精度波形模板的可靠且稳健的第一步。