Test des No-Hair-Theorems mit Ringabfällen von schwarzen Löchern unter Verwendung von TIGER

Das Einstein-Teleskop, ein vorgeschlagenes Gravitationswellenobservatorium der dritten Generation, würde Tests des No-Hair-Theorems ermöglichen, indem es die charakteristischen Frequenzen und Dämpfungszeiten von Ringabfallsignalen schwarzer Löcher untersucht. In früheren Arbeiten wurde gezeigt, dass mit einem einzelnen 500–1000 M_ schwarzen Loch in einer Entfernung von 6 Gpc (oder Rotverschiebung z1) Abweichungen von wenigen Prozent in den Frequenzen und Dämpfungszeiten der dominanten und subdominanten Modi innerhalb des Nachweisbereichs liegen würden. Angesichts der Tatsache, dass solche Quellen relativ selten sein können, ist es von Interesse zu sehen, wie gut das No-Hair-Theorem mit Ereignissen in viel größeren Entfernungen und mit kleineren Signal-Rausch-Verhältnissen getestet werden kann, um somit ein weit größeres Volumen des Raums und eine größere Anzahl von Quellen zu erfassen. Wir verwenden ein Modellauswahlverfahren namens TIGER (Test Infrastructure for GEneral Relativity), das ursprünglich entwickelt wurde, um die allgemeine Relativitätstheorie mit schwachen binären Verschmelzsignal zu testen, die in Detektoren der zweiten Generation, wie Advanced LIGO und Advanced Virgo, gesehen werden. TIGER ist gut geeignet für das Regime niedriger Signal-Rausch-Verhältnisse, und Informationen aus einer Population von Quellen können kombiniert werden, um zu einem stärkeren Test zu gelangen. Durch die Durchführung einer Reihe von Simulationen unter Verwendung der erwarteten Rauschleistungsdichtespektren des Einstein-Teleskops zeigen wir, dass mit TIGER ähnliche Abweichungen vom No-Hair-Theorem (wie in früheren Arbeiten betrachtet) mit großer Zuversicht unter Verwendung von O (10) Quellen, die gleichmäßig in einem komoving Volumen bis zu 50 Gpc (z5) verteilt sind, nachweisbar sein werden.