利用脉冲星计时阵列对单源引力波的探测与定位
天体物理仪器与方法
2015-03-27 v2 星系天体物理
高能天体物理现象
广义相对论与量子宇宙学
摘要
脉冲星计时阵列(PTAs)可用于搜寻极低频(-- Hz)引力波(GWs)。本文中，我们提出一种利用PTAs探测与定位单源GWs的通用方法。我们证明了这一新方法对三类信号的有效性：来自圆轨道中单个超大质量双黑洞的预期的单色波、来自偏心双星的GWs以及GW暴。我们还在包含诸如不均匀采样、异构数据跨度与测量精度等效应的真实数据集中测试了其实现。结果表明，我们这种在频域工作的方法与已发表的时域方法性能相当。特别地，我们发现对于单色波它等价于-统计量。我们还讨论了零流（null streams）——即对GWs响应为零的数据流——的构建，以及将零流用作在探测到GW信号情形下的一致性检验的前景。最后，我们给出了对偏心轨道中单个超大质量双黑洞的灵敏度。我们发现为圆双星设计的单色搜寻能够有效探测具有高和低偏心率的双星，而谐波求和技巧仅对具有中等偏心率的双星提供更高灵敏度。
引用
@article{arxiv.1502.06001,
title = {Detection and localization of single-source gravitational waves with pulsar timing arrays},
author = {Xing-Jiang Zhu and Linqing Wen and George Hobbs and Yilin Zhang and Yan Wang and Dustin R. Madison and Richard N. Manchester and Matthew Kerr and Pablo A. Rosado and Jingbo Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.06001},
year = {2015}
}
备注
To match the published version, 17 pages, 13 figures