¿Dos objetos que se orbitan entre sí emitirían ondas gravitacionales en todas las direcciones o solo en su plano de rotación?

Imagine un sistema en el que dos objetos masivos se orbitan entre sí, algo así como un agujero negro binario o un sistema de estrellas de neutrones. Tal sistema debería emitir ondas gravitacionales. Tengo curiosidad sobre el patrón de distribución de estas ondas. ¿Solo podemos detectar tal sistema a través de ondas gravitacionales si su plano de rotación coincide con nuestra ubicación?

@safesphere ¿No es eso lo que LIGO había detectado?
@safesphere No quiero debatir sobre esto, así que edité mi pregunta.
@safesphere LIGO/Virgo detectó ondas gravitacionales, que infieren que provienen de la fusión de binarios compactos. Dado que estos son binarios, eso significa que están unidos gravitacionalmente y, por lo tanto, se orbitan entre sí: la pérdida de energía por la emisión de ondas g es la razón por la cual el par en órbita se fusiona.

Respuestas (2)

Las ondas gravitacionales se emiten en dos estados de polarización (positivo y cruzado). Para una órbita binaria con su plano perpendicular a la línea de visión, ambas polarizaciones se ven con igual amplitud.

Si observa la órbita con el avión en la línea de visión, solo hay una polarización presente, y si se observa dependerá de la orientación del detector.

Más generalmente, si el ángulo de inclinación orbital es i (dónde i = 0 es perpendicular a la línea de visión), la fórmula relevante para la deformación es

h = h + ( 1 + porque 2 ⁡ i ) / 2 + h × porque ⁡ i
dónde h + y h × tienen la misma amplitud, pero están desfasados ​​por π / 2 .

Para convertir esto en potencia, toma la suma en cuadratura de los dos componentes de polarización ortogonal. Por lo tanto, hay 8 veces más energía radiada a lo largo del eje orbital que en una dirección perpendicular al eje orbital.

Lo anterior se puede utilizar para determinar i si tiene dos detectores con diferentes sensibilidades a las dos polarizaciones (por ejemplo, dos interferómetros láser con sus brazos girados 45 grados entre sí).

Cabe señalar que esta fórmula es una aproximación en lugar de un resultado exacto. En particular, vale sólo para el yo = metro = 2 modo. Este modo es dominante en la mayoría de los casos, particularmente para sistemas cuasi circulares de igual masa. Los otros modos se vuelven más relevantes si hay una relación de masa, giro o excentricidad significativos. (Lo diferente yo dependencia del modo superior, permitirá una determinación más precisa de yo en esos sistemas).
@mmeent Otra forma de decirlo es que la fórmula dada para la tensión solo es buena hasta 1.5 orden post-newtoniano.

La radiación gravitacional es un tipo de radiación llamada radiación cuadripolar. La radiación cuadripolar tiene un cierto patrón de intensidad en función de la dirección de emisión o, más exactamente, existe una familia de tales patrones. Es exactamente análogo a los patrones de radiación de ciertos tipos de antenas de radio. Cualquier patrón de este tipo tiene una intensidad distinta de cero en casi todas las direcciones, aunque será más intenso en algunas direcciones que en otras. No se limita sólo al plano ecuatorial.

En ese caso, ¿sería más intenso en su plano ecuatorial?
¿Dos objetos que se orbitan entre sí emitirían ondas gravitacionales en todas las direcciones o solo en su plano de rotación?
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