Deslocamentos de Fase de Ondas Gravitacionais em Fusões de Buracos Negros Excêntricos como uma Probe de Ambientes de Formação Dinâmica

Resumo Nós aqui quantificamos o deslocamento de fase de ondas gravitacionais (GW) que aparece na forma de onda de fusões de buracos negros binários excêntricos (BBH) formados dinamicamente em sistemas de 3 corpos. Para isso, desenvolvemos um novo método numérico onde construímos um binário de referência, evoluindo as equações de evolução pós-Newtoniana (P N) para trás a partir de um ponto próximo à fusão, sem a inclusão do terceiro objeto, que pode ser comparado ao binário perturbado que evolui sob a influência do terceiro BH. A partir disso, quantificamos como a interação entre marés dinâmicas, efeitos P N e o deslocamento Doppler dependente do tempo da fonte GW excêntrica resulta em deslocamentos de fase GW únicos observáveis que podem ser usados para investigar o mecanismo de montagem dinâmica de fontes GW individuais. Além disso, encontramos uma expressão analítica para o deslocamento de fase GW, que tem uma forma funcional universal que depende apenas da excentricidade do BBH em evolução temporal. A normalização escala com as massas dos BHs e a separação inicial, que pode estar ligada ao ambiente astrofísico subjacente. Deslocamentos de fase GW de uma dispersão caótica de 3 corpos BH ocorrendo em um aglomerado e de um BBH inspirando em uma armadilha de migração de disco próxima a um BH supermassivo também são mostrados para ilustração.