脉冲星计时阵列数据中引力波暴的贝叶斯搜寻

脉冲星计时阵列所探测的纳赫兹频段为引力波信号提供了独特的发现空间。除了来自预期源（如超大质量黑洞双星）的信号外，一些先前未设想的源可能发射形态未知的瞬态引力波（亦称暴）。目前在该频段尚未对无模型瞬态进行搜寻，且它们需要不同于当前所用的方法。纳赫兹 regime 中此类引力波暴的可能源包括超大质量黑洞的抛物线相遇、宇宙弦尖点与扭结，或其他尚未知的现象。本文提出 BayesHopperBurst，一种贝叶斯搜寻算法，能够将相干与非相干瞬态均建模为 Morlet-Gabor 小波之和，从而识别通用引力波暴。采用跨维可逆跳跃马尔可夫链蒙特卡洛采样器来选择最能描述数据的小波数目。我们在多种模拟数据集上测试 BayesHopperBurst，包括信号与噪声瞬态的不同组合。通过分析来自 NANOGrav 9 年数据集的脉冲星 B1855+09 的数据，展示了其在真实数据上运行的能力。基于类似于 NANOGrav 12.5 年数据发布的模拟数据集，我们预测在最灵敏的时频位置，我们将能够探测根和平方幅值高于 $\sim 5 \times 10^{-11}$ Hz$^{-1/2}$ 的引力波暴，这对应于在 100 Mpc 的基准距离上以引力波形式发射的 $\sim 40 M_{\odot} c^2$。