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AstroWaveforms: Decoding the astrophysics of black hole binaries in individual gravitational wave signals.

Description du projet

Exploiter les signaux individuels des ondes gravitationnelles pour déterminer la nature des binaires de trous noirs

Les informations astrophysiques provenant de signaux d’ondes gravitationnelles (OG) individuels peuvent être dérivées de l’analyse des effets environnementaux (EE) en modélisant les perturbations de l’émission du vide des sources binaires. Cependant, la récupération de ces informations nécessite de nouveaux modèles EE capables de distinguer les signatures uniques des OG provenant de divers mécanismes physiques et environnements astrophysiques. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet AstroWaveforms vise à créer un nouveau modèle EE basé sur la décomposition de Fourier des forces perturbatrices astrophysiques, ainsi qu’un package Python modulaire pour appliquer le modèle dans des modèles de formes d’onde avancés. Ces derniers serviront à mener une analyse d’inférence paramétrique, démontrant comment les EE peuvent être utilisés pour découvrir la nature des trous noirs et différencier les voies d’évolution binaire.

Objectif

The study of “environmental effects” (EEs) offers the unique prospect to extract astrophysical information from individual gravitational wave (GW) signals, by modelling perturbations to the vacuum emission of binary sources. Cutting-edge numerical simulations indicate that a range of complex and previously un-modelled EEs should arise in binary systems subject to perturbative forces, due to e.g. Roemer delays, tidal fields, migration in gas, stochastic accretion, resonances in neutron star interiors. Accessing this rich astrophysical information encoded in GW signals requires entirely new models of EEs, able to characterise unique GW signatures from a range of physical mechanisms and astrophysical environments. As a Marie Curie Fellow at the NBIA, I will resolve this issue by developing a novel model for EEs based on a Fourier decomposition of astrophysical perturbative forces, and create a modular Python package to implement the model in state-of-the-art waveform templates. I will use the latter to perform first-of-their-kind parameter inference studies, demonstrating how EEs can be harnessed to reveal the physics of BH environments and distinguish between binary formation pathways. The completion of the AstroWaveforms project will result in a new state-of-the-art in the modelling of EEs, as well as a novel tool to perform parameter inference studies on both simulated and real GW data. Developments in this aspect of GW modelling are highly timely, considering the imminent release of the LVK fourth observation run catalogue, the upcoming upgrades to the LVK facilities and the recent adoption of the LISA mission.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinateur

KOBENHAVNS UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 247 553,28
Coût total
Aucune donnée