Precisión de modelos de ringdown calibrados con simulaciones de relatividad numérica

La etapa de ''ringdown'' de las señales de ondas gravitacionales de fusiones de agujeros negros binarios, que consiste principalmente en una superposición de modos cuasinormales emitidos por el remanente de la fusión, es una herramienta clave para probar la física fundamental y explorar la dinámica de agujeros negros. Sin embargo, se sabe que los modelos de ringdown son precisos solo en el régimen estacionario de tiempo tardío. Un problema abierto clave en el campo es entender si estos modelos son robustos cuando se extrapolan a tiempos anteriores y si pueden recuperar fielmente una porción mayor de la señal. Abordamos esta cuestión a través de un cálculo sistemático en el dominio del tiempo de la discrepancia entre modelos de ringdown cuasi-circulares no precesantes parametrizados por los grados de libertad del binario progenitor y las formas de onda completas de fusión-inspiración-ringdown de relatividad numérica del catálogo de simulaciones Simulating eXtreme Spacetimes (SXS). Para los modelos de mejor rendimiento, la discrepancia está típicamente en el rango de 10^{-6} a 10^{-4} para el armónico (ℓ, |m|) = (2, 2), y de 10^{-4} a 10^{-2} para modos de orden superior. Nuestros hallazgos informan las búsquedas observacionales en curso de modos cuasinormales y subrayan la necesidad de mejorar la modelización de modos de orden superior para satisfacer los requisitos de sensibilidad de los futuros detectores de ondas gravitacionales.