回転する中間質量比二体のための重力波代理モデル：摂動理論と数値相対性理論に基づく

我們提出了BHPTNRSur2dq1e3，這是一種減少階數的重力波代理模型，用於從重質量黑洞（BBH）系統中發出的重力波。該模型在質量比從3到1000及自旋從-0.8到0.8的範圍內訓練，基於點粒子黑洞擾動理論（ppBHPT）生成的波形數據。波形長度為13,500 \ m₁，並包括所有加權的球面諧波模式，最大為=4，除了(4, 1)和m=0模式。我們發現對於自旋為₁ -0.5的二元體，逆向準常模顯著被激發，從而使建模過程變得複雜。為了解決這一問題，我們引入了一種域分解方法，將輸入和合併信號的部分分別建模。最終模型可以忠實地重現ppBHPT波形，時間域不匹配的中位誤差為8×10^-5。然後，我們使用在可比較質量範圍內（3 q 10）的數值相對論（NR）數據來校準我們的模型。通過與自旋對齊的BBH NR模擬（q=15）進行比較，我們發現主導的四極（亞主導）模式一致性優於10^-3（10^-2），這是使用時間域不匹配的誤差，其中最大的校準誤差來自擾動理論的過渡到沉降和環形下落的近似。在質量比在6 q 15之間的系統中，不匹配誤差低於10^-2，並且在更大的質量比中通常會變小。我們的兩種模型——ppBHPT波形模型和經NR校準的ppBHPT模型將通過gwsurrogate和黑洞擾動工具包包公開可用。