Modelado lineal versus no lineal de los anillos de los agujeros negros

La fase de anillo (RD) de las ondas gravitacionales es de máximo interés para probar la relatividad general (GR). El modelado de los modos cuasinormales lineales (QNMs) dentro del espectro de Kerr---o con desviaciones parametrizadas agnósticas a ese espectro GR---se ha vuelto ordinario; sin embargo, recientemente ha surgido una atención específica para calibrar los efectos de las perturbaciones no lineales para el modo cuadrupolar predominante l=2, m=2. En este artículo, probamos el rendimiento de algunos modelos de juguete no lineales y del modelo no lineal de inspiral-fusión-anillo (IMR) IMRPhenomD para representar fielmente el régimen de RD y los comparamos con los resultados obtenidos utilizando soluciones lineales como sumas de tonos QNM. Usando varias formas de onda numéricas cuasicirculares y no precesionales, ajustamos el modo dominante l=2, m=2 de la deformación, y evaluamos los resultados en términos tanto del factor de Bayes como de las distribuciones posteriores inferidas para la masa y el giro del agujero negro final. Encontramos que los modelos no lineales pueden ser comparables o preferidos sobre las soluciones lineales solo QNM cuando el análisis se realiza desde el pico de la deformación, especialmente en relaciones de señal a ruido altas consistentes con observatorios de tercera generación. Dado que la calibración de las amplitudes relativas y fases de los tonos en modelos de sobretonos altos aún falta o incluso no es alcanzable, consideramos que el uso de modelos no lineales es más pertinente para realizar pruebas confiables de la relatividad general basadas en el régimen RD desde momentos tempranos.