利用脉冲星计时阵列探索太阳系中未知质量的一种动力学方法

太阳系星历的误差会导致广泛分离的脉冲星的脉冲星计时残差中出现偶极相关。本文中，我们利用此类相关信号，构建了一个贝叶斯数据分析框架，以探测太阳系中的未知质量并测量轨道参数。该算法旨在计算由太阳系中遵循开普勒轨道的未建模物体所引起的脉冲星计时残差的波形。该算法结合了一套贝叶斯分析工具，用于同时分析多个脉冲星的计时数据，以搜索相干波形、评估未知物体的探测显著性并测量其参数。当物体不可探测时，我们的算法可用于给出质量的上限。该算法使用模拟数据集进行了验证，并与解析计算交叉核对。我们还研究了未来脉冲星计时阵列实验探测未知物体的能力。我们预期未来的脉冲星计时数据能将太阳系中未知大质量物体限制为轻于 $10^{-11}$ 至 $10^{-12}$ $M_{\odot}$，或将木星系统的质量测量到 $10^{-8}$ 至 $10^{-9}$ 的相对精度。