Weltliche Evolution der orbitalen Parameter für allgemeine gebundene Orbits im Kerr-Raum-Zeit-Kontinuum

Zusammenfassung Wir leiten analytisch die weltlichen Änderungen der orbitalen Parameter, d.h. Energie, Drehimpuls und Carter-Konstanten, für allgemeine gebundene Orbits im Kerr-Raum-Zeit-Kontinuum ab, in der führenden Ordnung im Verhältnis der Massen, durch die 6. post-newtonsche (6PN) Ordnung und die 16. Ordnung in orbitaler Exzentrizität. Wir validieren die Formeln gegen hochpräzise numerische Teukolsky-Ergebnisse und quantifizieren, wie die Exzentrizität sowohl die erreichbare Genauigkeit als auch die PN-Konvergenz beeinflusst. Anschließend konstruieren und testen wir eine einfache „hybride“ Näherung, die verschiedene PN- und Exzentrizitäts-Trunkierungen kombiniert, um die Genauigkeit bei reduziertem Rechenaufwand beizubehalten. Auch bewerten wir die Leistung der exponentiellen Resummation bei höheren PN-Ordnungen. Diese Ergebnisse liefern Bausteine für schnelle, (analytische) adiabatische Inspiral- und Wellenformmodelle für extreme Massenverhältnisse, die für weltraumgestützte Detektoren wie das Laser-Interferometer-Weltraumabhörantenne (LISA) relevant sind.