伽玛暴-引力波天文学中的引力波源定位和引力波参数估计问题

The detection of gravitational waves will herald a new era of astronomy. This project will develop novel techniques to improve sky location and parameter estimation for gravitational wave (GW) signals associated with gamma-ray bursts (GRBs). We will implement a rapid, waveform-independent geometric analysis for GW observatory networks which will provide fast GW signal sky location estimates which will enhance Bayesian parameter estimation algorithms. We will also use host galaxy information, based on the GW signal properties (e.g. neutron star merger or collapsar), to select appropriate galaxies within the GW signal sky location estimate. This reduces the fraction of sky over which counterpart electromagnetic transients are searched for and inmproves other parameters estimation. Additionally, we will study the effect of the developed analysis on Bayesian parameter estimation methods for different networks of future generation GW observatories as well as different Advanced LIGO configurations. We will also investigate the role of observatories in China (such as LAMOST) and planed China GW detectors, in gravitational wave astronomy.

引力波的探测将开创一个全新的天文学时代。本项目将构建一个新颖的方法来 提高伽玛暴相关的引力波波源定位和引力波参数估计的精度。我们将使用一项快速、波形无 关、利用探测器网络的引力波波源几何定位方法来提高贝叶斯参数估计算法的效率和精确 度。我们还将在考虑引力波信号特征及其反映的物理信息（例如信号来源于并合致密双星或 大质量塌缩恒星）的基础上，采用引力波波源宿主星系的先验信息，在引力波空间定位估计 区间内选择真实引力波宿主星系。这将大大减少电磁波望远镜寻找引力波事件的电磁波对应 体所需要巡天的区域和提高引力波其他参数估计精度。此外，我们还将研究不同引力波探测 器网络、Advanced-LIGO 不同构造对于本项目中构建的贝叶斯参数估计方法的作用。我们还 将探索中国的望远镜（例如LAMOST）和可能的中国引力波探测器在引力波天文学中的作用。

引力波的探测开启了新的天文学时代。引力波与电磁信号的联合观测构成了多信使天文学的重要分支，将对天文学、物理学和宇宙学产生深渊的影响。本项目1）构建了处理多信使参数估计问题的贝叶斯天文学框架，并且应用到在引力波空间定位估计区间内选择真实引力波宿主星系的问题上以及短伽马爆光度估算的问题上，2）构建了一个新的探测脉冲星群族发射引力波的方法，3）提出了一个新的测量引力波速度的新方法，4）撰写了引力波发现研究介绍及其引力波天文学受邀综述论文。相关研究发表数篇sci论文，刊登于包括《物理学快报》在内的高水平期刊上。我们还参与撰写了中国空间望远镜 “爱因斯坦探针”的科学白皮书撰写。