基于Jodrell Bank脉冲星计时项目对800颗脉冲星行星伴星的搜寻

Iuliana C. Niţu; Michael J. Keith; Ben W. Stappers; Andrew G. Lyne; Mitchell B. Mickaliger

doi:10.1093/mnras/stac593

基于Jodrell Bank脉冲星计时项目对800颗脉冲星行星伴星的搜寻

地球与行星天体物理 2022-03-14 v1 高能天体物理现象太阳与恒星天体物理

作者: Iuliana C. Niţu , Michael J. Keith , Ben W. Stappers , Andrew G. Lyne , Mitchell B. Mickaliger

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摘要

我们搜寻了在Jodrell Bank Observatory监测的800颗脉冲星周围的行星伴星，其轨道为周期在 $20$ 天至 $17$ 年之间的圆轨道和偏心轨道，且依赖于倾角的行星质量从 $10^{-4}$ 到 $100\,\mathrm{M}_{\oplus}$ 。使用贝叶斯框架，我们同时建模脉冲星计时参数和具有幂律功率谱密度的平稳噪声过程。我们对任何行星伴星的投影质量给出限制，其低至月球质量的1/100（ $\sim 10^{-4}\,\mathrm{M}_{\oplus}$ ）。我们发现，三分之二的脉冲星极不可能拥有质量高于 $2-8\,\mathrm{M}_{\oplus}$ 的任何伴星。我们的结果表明，少于 $0.5\%$ 的脉冲星可能拥有如已知绕PSR B1257 $+$ 12运行的那些般大的类地行星（ $\sim4\,\mathrm{M}_{\oplus}$ ）；然而，该系统中较小的行星（ $\sim0.02\,\mathrm{M}_{\oplus}$ ）在我们 $95\%$ 的样本中无法探测，被仪器和内在噪声过程所掩盖，尽管尚不清楚如此微小的行星能否孤立存在。我们在15颗脉冲星中探测到显著周期性，然而我们发现内在准周期磁层效应可模拟行星的影响，且在大多数这些情况下我们认为这就是所探测周期性的起源。值得注意的是，我们发现PSR B0144 $+$ 59中的高度周期振荡与脉冲轮廓的变化相关，因此可归因于磁层效应。我们认为样本中行星伴星最合理的候选者是PSR J2007 $+$ 3120。

关键词

脉冲星计时行星伴星贝叶斯框架 Jodrell Bank 脉冲星噪声类地行星

引用

@article{arxiv.2203.01136,
  title  = {A search for planetary companions around 800 pulsars from the Jodrell Bank pulsar timing programme},
  author = {Iuliana C. Niţu and Michael J. Keith and Ben W. Stappers and Andrew G. Lyne and Mitchell B. Mickaliger},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.01136},
  year   = {2022}
}

备注

Accepted for publication in MNRAS

基于Jodrell Bank脉冲星计时项目对800颗脉冲星行星伴星的搜寻

摘要

关键词

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