Note on accuracy of the post-Newtonian approximation for extreme-mass ratio inspirals: retrograde orbits

被引:6
作者
Fujita, Ryuichi [1 ]
Sago, Norichika [2 ]
Nakano, Hiroyuki [3 ,4 ]
机构
[1] Univ Lisbon, CENTRA, Dept Fis, Inst Super Tecn, Ave Rovisco Pais 1, Lisbon, Portugal
[2] Kyushu Univ, Fac Arts & Sci, Fukuoka 8190395, Japan
[3] Ryukoku Univ, Fac Law, Kyoto 6128577, Japan
[4] Kyoto Univ, Dept Phys, Kyoto 6068502, Japan
基金
欧盟地平线“2020”;
关键词
extreme-mass ratio inspirals; post-Newtonian approximation; region of validity; EVALUATE HOMOGENEOUS SOLUTIONS; BLACK-HOLE; GRAVITATIONAL-RADIATION; NUMERICAL-METHODS; PARTICLE; FIELD;
D O I
10.1088/1361-6382/aa9ad5
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
The post-Newtonian approximation is useful to discuss gravitational waveforms for binary inspirals. In this note, for retrograde circular orbits in the equatorial plane, we discuss the region of validity of the post-Newtonian approximation by using the gravitational energy flux derived numerically and analytically in the black hole perturbation approach. It is found that the edge of the allowable region behaves quite intricately, including prograde orbits even if we treat higher post-Newtonian orders.
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[1]   Advanced LIGO [J].
Aasi, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. ;
Abernathy, M. R. ;
Ackley, K. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. X. ;
Adya, V. ;
Affeldt, C. ;
Aggarwal, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Ain, A. ;
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Alemic, A. ;
Allen, B. ;
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Arceneaux, C. ;
Areeda, J. S. ;
Ashton, G. ;
Ast, S. ;
Aston, S. M. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Aylott, B. E. ;
Babak, S. ;
Baker, P. T. ;
Ballmer, S. W. ;
Barayoga, J. C. ;
Barbet, M. ;
Barclay, S. ;
Barish, B. C. ;
Barker, D. ;
Barr, B. ;
Barsotti, L. ;
Bartlett, J. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Batch, J. C. ;
Baune, C. ;
Behnke, B. ;
Bell, A. S. ;
Bell, C. .
CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2015, 32 (07)
[2]   The NINJA-2 project: detecting and characterizing gravitational waveforms modelled using numerical binary black hole simulations [J].
Aasi, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. ;
Abernathy, M. R. ;
Accadia, T. ;
Acernese, F. ;
Ackley, K. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. X. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Aggarwal, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Ain, A. ;
Ajith, P. ;
Alemic, A. ;
Allen, B. ;
Allocca, A. ;
Amariutei, D. ;
Andersen, M. ;
Anderson, R. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arai, K. ;
Araya, M. C. ;
Arceneaux, C. ;
Areeda, J. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Austin, L. ;
Aylott, B. E. ;
Babak, S. ;
Baker, P. T. ;
Ballardin, G. ;
Ballmer, S. W. ;
Barayoga, J. C. ;
Barbet, M. ;
Barish, B. C. ;
Barker, D. ;
Barone, F. ;
Barr, B. ;
Barsotti, L. ;
Barsuglia, M. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. .
CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2014, 31 (11)
[3]   Properties of the Binary Black Hole Merger GW150914 [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. D. ;
Abernathy, M. R. ;
Acernese, F. ;
Ackley, K. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. X. ;
Adya, V. B. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Aggarwal, N. ;
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Aiello, L. ;
Ain, A. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
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Altin, P. A. ;
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Areeda, J. S. ;
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Bacon, P. ;
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Baker, P. T. ;
Baldaccini, F. ;
Ballardin, G. ;
Ballmer, S. W. ;
Barayoga, J. C. ;
Barclay, S. E. ;
Barish, B. C. ;
Barker, D. ;
Barone, F. ;
Barr, B. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2016, 116 (24)
[4]  
Abbott BP, 2017, PHYS REV LETT, V118, DOI [10.1103/PhysRevLett.118.121102, 10.1103/PhysRevLett.118.221101]
[5]   Directly comparing GW150914 with numerical solutions of Einstein's equations for binary black hole coalescence [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. D. ;
Abernathy, M. R. ;
Acernese, F. ;
Ackley, K. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. X. ;
Adya, V. B. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Aggarwal, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Aiello, L. ;
Ain, A. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allocca, A. ;
Altin, P. A. ;
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Arai, K. ;
Araya, M. C. ;
Arceneaux, C. C. ;
Areeda, J. S. ;
Arnaud, N. ;
Arun, K. G. ;
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Ast, M. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Bacon, P. ;
Bader, M. K. M. ;
Baker, P. T. ;
Baldaccini, F. ;
Ballardin, G. ;
Ballmer, S. W. ;
Barayoga, J. C. ;
Barclay, S. E. ;
Barish, B. C. ;
Barker, D. ;
Barone, F. ;
Barr, B. .
PHYSICAL REVIEW D, 2016, 94 (06)
[6]   GW150914: First results from the search for binary black hole coalescence with Advanced LIGO [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. D. ;
Abernathy, M. R. ;
Acernese, F. ;
Ackley, K. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. X. ;
Adya, V. B. ;
Affeldt, C. ;
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Aggarwal, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Aiello, L. ;
Ain, A. ;
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Allen, B. ;
Allocca, A. ;
Altin, P. A. ;
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Anderson, W. G. ;
Arai, K. ;
Araya, M. C. ;
Arceneaux, C. C. ;
Areeda, J. S. ;
Arnaud, N. ;
Arun, K. G. ;
Ascenzi, S. ;
Ashton, G. ;
Ast, M. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Bacon, P. ;
Bader, M. K. M. ;
Baker, P. T. ;
Baldaccini, F. ;
Ballardin, G. ;
Ballmer, S. W. ;
Barayoga, J. C. ;
Barclay, S. E. ;
Barish, B. C. ;
Barker, D. ;
Barone, F. ;
Barr, B. .
PHYSICAL REVIEW D, 2016, 93 (12)
[7]   Observing gravitational-wave transient GW150914 with minimal assumptions [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. D. ;
Abernathy, M. R. ;
Acernese, F. ;
Ackley, K. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. X. ;
Adya, V. B. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Aggarwa, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Aiello, L. ;
Ain, A. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allocca, A. ;
Altin, P. A. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. C. ;
Arai, K. ;
Araya, M. C. ;
Arceneaux, C. C. ;
Areeda, J. S. ;
Arnaud, N. ;
Arun, K. G. ;
Ascenzi, S. ;
Ashton, G. ;
Ast, M. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Bacon, P. ;
Bader, M. K. M. ;
Baker, P. T. ;
Baldaccini, F. ;
Ballardin, G. ;
Ballmer, S. W. ;
Barayoga, J. C. ;
Barclay, S. E. ;
Barish, B. C. ;
Barker, D. ;
Barone, F. ;
Barr, B. .
PHYSICAL REVIEW D, 2016, 93 (12)
[8]   Advanced Virgo: a second-generation interferometric gravitational wave detector [J].
Acernese, F. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Aisa, D. ;
Allemandou, N. ;
Allocca, A. ;
Amarni, J. ;
Astone, P. ;
Balestri, G. ;
Ballardin, G. ;
Barone, F. ;
Baronick, J-P ;
Barsuglia, M. ;
Basti, A. ;
Basti, F. ;
Bauer, Th S. ;
Bavigadda, V. ;
Bejger, M. ;
Beker, M. G. ;
Belczynski, C. ;
Bersanetti, D. ;
Bertolini, A. ;
Bitossi, M. ;
Bizouard, M. A. ;
Bloemen, S. ;
Blom, M. ;
Boer, M. ;
Bogaert, G. ;
Bondi, D. ;
Bondu, F. ;
Bonelli, L. ;
Bonnand, R. ;
Boschi, V. ;
Bosi, L. ;
Bouedo, T. ;
Bradaschia, C. ;
Branchesi, M. ;
Briant, T. ;
Brillet, A. ;
Brisson, V. ;
Bulik, T. ;
Bulten, H. J. ;
Buskulic, D. ;
Buy, C. ;
Cagnoli, G. ;
Calloni, E. ;
Campeggi, C. ;
Canuel, B. ;
Carbognani, F. ;
Cavalier, F. .
CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2015, 32 (02)
[9]   The NINJA-2 catalog of hybrid post-Newtonian/numerical-relativity waveforms for non-precessing black-hole binaries (vol 29, 124001, 2012) [J].
Ajith, P. ;
Boyle, Michael ;
Brown, Duncan A. ;
Bruegmann, Bernd ;
Buchman, Luisa T. ;
Cadonati, Laura ;
Campanelli, Manuela ;
Chu, Tony ;
Etienne, Zachariah B. ;
Fairhurst, Stephen ;
Hannam, Mark ;
Healy, James ;
Hinder, Ian ;
Husa, Sascha ;
Kidder, Lawrence E. ;
Krishnan, Badri ;
Laguna, Pablo ;
Liu, Yuk Tung ;
London, Lionel ;
Lousto, Carlos O. ;
Lovelace, Geoffrey ;
MacDonald, Ilana ;
Marronetti, Pedro ;
Mohapatra, Satya ;
Moesta, Philipp ;
Mueller, Doreen ;
Mundim, Bruno C. ;
Nakano, Hiroyuki ;
Ohme, Frank ;
Paschalidis, Vasileios ;
Pekowsky, Larne ;
Pollney, Denis ;
Pfeiffer, Harald P. ;
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Reisswig, Christian ;
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Scheel, Mark A. ;
Shapiro, Stuart L. ;
Shoemaker, Deirdre ;
Sopuerta, Carlos F. ;
Sperhake, Ulrich ;
Szilagyi, Bela ;
Taylor, Nicholas W. ;
Tichy, Wolfgang ;
Tsatsin, Petr ;
Zlochower, Yosef .
CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2013, 30 (19)
[10]   The NINJA-2 catalog of hybrid post-Newtonian/numerical-relativity waveforms for non-precessing black-hole binaries [J].
Ajith, P. ;
Boyle, Michael ;
Brown, Duncan A. ;
Bruegmann, Bernd ;
Buchman, Luisa T. ;
Cadonati, Laura ;
Campanelli, Manuela ;
Chu, Tony ;
Etienne, Zachariah B. ;
Fairhurst, Stephen ;
Hannam, Mark ;
Healy, James ;
Hinder, Ian ;
Husa, Sascha ;
Kidder, Lawrence E. ;
Krishnan, Badri ;
Laguna, Pablo ;
Liu, Yuk Tung ;
London, Lionel ;
Lousto, Carlos O. ;
Lovelace, Geoffrey ;
MacDonald, Ilana ;
Marronetti, Pedro ;
Mohapatra, Satya ;
Moesta, Philipp ;
Mueller, Doreen ;
Mundim, Bruno C. ;
Nakano, Hiroyuki ;
Ohme, Frank ;
Paschalidis, Vasileios ;
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CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2012, 29 (12)