Testando a natureza sem cabelo de buracos negros binários usando a consistência da radiação gravitacional multipolar

As observações de ondas gravitacionais (GW) de buracos negros binários oferecem as melhores sondas do regime relativístico e de campo forte da gravidade. A radiação gravitacional na ordem principal é quadrupolar. No entanto, modos não quadrupolares (ordens superiores) fazem uma contribuição apreciável para a radiação de buracos negros binários com grandes razões de massa e spins desalinhados. A estrutura multipolar da radiação é completamente determinada pelos parâmetros intrínsecos (massas e momentos angulares de spin dos buracos negros companheiros) de um binário em órbita quasi-circular. Seguindo nosso trabalho anterior S. Dhanpal, A. Ghosh, A. K. Mehta, P. Ajith, e B. S. Sathyaprakash, Phys. Rev. D 99, 104056 (2019)., desenvolvemos várias maneiras de testar a consistência do sinal GW observado com a esperada estrutura multipolar de radiação de buracos negros binários na relatividade geral. Chamamos isso de um teste sem cabelo de buracos negros binários, uma vez que é semelhante a testar o teorema sem cabelo para buracos negros isolados através da consistência mútua do espectro de modos quasi-normais. Usamos inferência Bayesiana em sinais GW simulados que são consistentes/inconsistentes com buracos negros binários na relatividade geral para demonstrar o poder dos testes propostos. Também estimamos os erros sistemáticos decorrentes da negligência dos spins dos companheiros.