脉冲星时序阵列残差方差与随机引力波背景的相关性

脉冲星时序阵列已报告了对纳米赫兹范围内随机引力波背景的令人信服的证据。然而，该信号的来源仍未确定，主要因为其光谱对于天体物理源而言较为“蓝”，而且可以被 cosmological 模型所解释。本文在重新审视该信号在频率域和傅里叶域中的分析方法后，推导了关于脉冲星时序残差傅里叶小区间方差及其相关性的理论精确表达式，并展示了其与点源天体物理仿真结果之间的优异吻合。在 contrastively地，我们表明，传统上用于解释脉冲星时序阵列中随机引力波背景信号的常见幂律模型（或对角协方差近似）通常面临系统性误差，其中一种表现为信号“变得更蓝”的幻觉。这暗示了一种保守的解决方案，即支持天体物理源的解释，来自 pulsar timing 阵列中观察到的相关公共谱过程。