Extending the effective-one-body Hamiltonian of black-hole binaries to include next-to-next-to-leading spin-orbit couplings

被引：91

作者：

Barausse, Enrico ^{[1
,2
]}

Buonanno, Alessandra ^{[1
,2
]}

机构：

[1] Univ Maryland, Maryland Ctr Fundamental Phys, College Pk, MD 20742 USA

[2] Univ Maryland, Dept Phys, Joint Space Sci Inst, College Pk, MD 20742 USA

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2011年 / 84卷 / 10期

基金：

美国国家科学基金会;

关键词：

COMPACT OBJECTS; ORDER; SYSTEMS;

D O I：

10.1103/PhysRevD.84.104027

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

In the effective-one-body (EOB) approach, the dynamics of two compact objects of masses m(1) and m(2) and spins S-1 and S-2 is mapped into the dynamics of one test particle of mass mu = m(1)m(2)/(m(1) + m(2)) and spin S-* moving in a deformed Kerr metric with mass M = m(1) + m(2) and spin S-Kerr. In a previous paper, we computed an EOB Hamiltonian for spinning black-hole binaries that (i) when expanded in post-Newtonian orders, reproduces the leading-order spin-spin coupling and the leading and next-to-leading order spin-orbit couplings for any mass ratio, and (iii) reproduces all spin-orbit couplings in the test-particle limit. Here we extend this EOB Hamiltonian to include next-to-next-to-leading spin-orbit couplings for any mass ratio. We discuss two classes of EOB Hamiltonians that differ by the way the spin variables are mapped between the effective and real descriptions. We also investigate the main features of the dynamics when the motion is equatorial, such as the existence of the innermost stable circular orbit and of a peak in the orbital frequency during the plunge subsequent to the inspiral.

引用

页数：15

共 72 条

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