引力波随机背景各向异性的探测

通过对来自一对引力波探测器的信号进行相关性分析，可以对引力辐射的随机背景进行灵敏搜索。如果随机背景具有各向异性，则该相关信号随地球自转而谐波变化。我们计算了该变化信号的谐波如何与描述各向异性的多极矩 Moments 相关，并给出给定谐波的信噪比公式。具体分析了两台将于公元 2000 年左右开始运行的 LIGO (激光干涉引力波观测仪) 探测器。我们考虑了两种可能的各向异性示例。如果引力波随机背景包含源于宇宙背景辐射类似的本地系统运动引起的偶极强度各向异性，那么该各向异性将在 2000 年高级 LIGO 探测器中可被探测（以 90% 置信度，需一年观察），条件为 $\Omega_{gw} > 5.3 \times 10^{-8} h_{100}^{-2}$。我们还研究了随机源以与星光物质在银河盘中分布相同方式或以银河卫星中分布相同方式产生的信号。若随机源以银河盘或银河卫星中分布方式产生的各向异性，那么该各向异性将在 2000 年高级 LIGO 探测器中可被探测（以 90% 置信度，需一年观察），条件分别为 $\Omega_{gw} > 1.8 \times 10^{-10} h_{100}^{-2}$ 或 $\Omega_{gw} > 6.7 \times 10^{-8} h_{100}^{-2}$。