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極端質(zhì)量比旋進(jìn)系統(tǒng)高精度重校準(zhǔn)引力波建模

程然; 韓文標(biāo) 中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái); 上海200030; 中國(guó)科學(xué)院大學(xué); 北京100049
  • 引力波
  • 極端質(zhì)量比旋進(jìn)系統(tǒng)
  • 波形計(jì)算

摘要:針對(duì)空間引力波探測(cè)器的數(shù)據(jù)處理,需高精度高效率計(jì)算極端質(zhì)量比旋進(jìn)系統(tǒng)引力波,本文提出了一個(gè)完全重校準(zhǔn)波形計(jì)算模型。該模型基于高精度Teukolsky方程數(shù)值求解的數(shù)據(jù),對(duì)等效單體問題的因子化波形中所有與質(zhì)量比無關(guān)的系數(shù)進(jìn)行重校準(zhǔn),并利用重校準(zhǔn)后的系數(shù)實(shí)現(xiàn)波形的高效計(jì)算(相同計(jì)算環(huán)境下效率是Teukolsky方程數(shù)值求解的1 400倍)。其精度高于已有的校準(zhǔn)模型精度至少一個(gè)量級(jí),可滿足空間引力波探測(cè)器對(duì)于無軌道傾角準(zhǔn)圓軌道EMRI波形的精度要求。文中還研究了致密天體的自旋以及旋進(jìn)系統(tǒng)的質(zhì)量比引起的相位偏移,發(fā)現(xiàn)在波形計(jì)算中自旋和質(zhì)量比均不可忽略。利用該模型對(duì)極端質(zhì)量比旋進(jìn)系統(tǒng)的波形實(shí)現(xiàn)高精度、高效率計(jì)算對(duì)于今后的空間引力波探測(cè)器波形模版構(gòu)建將發(fā)揮重大作用。

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