中低频空间引力波探测的参数估计误差与联合观测等问题

Our proposal is based on the feasibility study of a Chinese space-borne gravitational wave detection project, aims at the detection of gravitational waves generated by black hole binaries with total mass in the intermediate mass range. The mission is expected to convey valuable astrophysical information on sciences related to intermediate mass black holes (IMBHs), and therefore to shed lights on dynamics of dense stellar clusters, and evolution and merger histories of galaxies and massive black holes. In this proposal we will work out the expected parameter estimation errors and evaluate their influence on the targeted IMBH gravitational wave astronomy. We will follow our previous work on the sensitivity designs and event rate estimates for the mission,for certain representive sensitivity designs，by carring out Fisher information matrix calculations and Monte Carlo Markov Chain simulations. We will further investigate the advantages of using multi-detector configurations on the detection and localization of burst sources. Our results will be a key part of the feasibility study for the considered Chinese mission.

我们的出发点是我国空间引力波探测方案概念和科学目标的预研和确立。区别于欧洲eLISA/NGO（前身LISA），该方案欲通过对中低频（1mHz-10Hz）引力波的探测，对星团中小黑洞与中质量黑洞的并合、冷暗物质等级模型下高红移处中质量黑洞之间的并合过程进行直接的探测与研究，为理解星团动力学、宇宙早期演化、星系与大质量黑洞的形成和成长等重要天体物理问题提供直接的依据。本课题中，我们将在前期探测器灵敏度设计与事件率研究的基础上，针对若干可选任务设计和主要科学目标，通过计算Fisher信息矩阵和Monte Carlo Markov Chain模拟给出现有探测器设计所能确定的物理参数误差，并讨论这些误差在天体物理上的意义，进一步评价该方案在实现中质量黑洞引力波天文学上的能力，并探讨多探测器联合观测的可能性及其对频段相关burst信号探测的作用。这些工作是该频段该科学目标引力波探测实验的必要理论准备。

区别于欧洲eLISA/NGO（LISA），本课题出发点所考虑的空间引力波探测方案欲通过对中低频（1mHz-10Hz）引力波的探测，对星团中小黑洞与中质量黑洞的并合、冷暗物质等级模型下高红移处中至大质量黑洞之间的并合过程进行直接的探测与研究，为理解星团动力学、宇宙早期演化、星系与大质量黑洞的形成和成长等重要天体物理问题提供直接的依据。本课题中，我们在前期相关工作的基础上，针对关心的主要科学目标，给出了若干可选任务计划中的优化设计，并针对这些设计给出了可期待事件依不同物理参数的分布，讨论了探测器设计可期待的物理参数误差以及信噪比随不同物理参数的分布，这进一步评价了设计方案在实现中大质量黑洞引力波天文学上的能力。这些工作是该频段该科学目标引力波探测实验的必要理论准备。