通过联合 astrometric 和 timing 残差来约束随机引力波背景
广义相对论与量子宇宙学
2025-10-31 v1 宇宙学与河外天体物理
天体物理仪器与方法
摘要
我们研究了遥远天体（如脉冲星和星系）的 astrometric 和 timing 残差可观测量与相邻太阳系天体的等效可观测量之间的交叉相关。使用在 [1] 中引入的统一旋向加权形式，我们推导了描述这些混合可观测量对随机、无偏引力波背景 (SGWB) 响应的角相关函数——广义 Hellings-Downs 曲线。我们计算了此类测量的预期信噪比 (SNR) 和灵敏度，关注脉冲星阵列 (PTA) 红移信号与太阳系天体（如小行星）的 astrometric 或失真 (闪烁) 效应之间的交叉相关。尽管当前小行星跟踪的 astrometric 精度尚未提供与 PTA 仅用调查相竞争的约束，但该方法提供了一种补充探测手段，具有更高灵敏度。未来的宽视场调查能够实现亚毫弧秒精度，可能使该方法成为检测或约束 SGWB 的可行工具。该技术的一个关键优势是其对不同测量领域之间相关系统误差的较低敏感性，为 PTA 检测提供了独立的交叉检查，并可能成为 PTA 和 LISA 频段之间潜在的观测桥梁。
引用
@article{arxiv.2510.25646,
title = {Cross-correlating Astrometric and Timing Residuals to Constrain Stochastic Gravitational-Wave Backgrounds},
author = {Elias Fink and Carlo Contaldi and Giorgio Mentasti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.25646},
year = {2025}
}