脉冲星计时阵列各向异性引力波背景搜索的 Fisher 形式体系
广义相对论与量子宇宙学
2021-01-04 v2 天体物理仪器与方法
数据分析、统计与概率
摘要
脉冲星计时阵列（PTA）目前是唯一直接对周期为数十年的引力波敏感的实验。在未来五到十年内，PTA 有望探测到由旋进中的超大质量黑洞双星集体源发的随机引力波背景（SGWB）。预期该背景大多是各向同性的，当前的搜索聚焦于 SGWB 的单极部分。展望未来，SGWB 中的各向异性可能为已知与未知的天体物理及宇宙学源提供大量额外信息。本文中，我们构建了一个用于 PTA 各向异性 SGWB 搜索的简单而真实的 Fisher 形式体系。我们的形式体系能够容纳 PTA 的真实性质，并允许简单而准确的预测。我们用一个由相同、各向同性分布的脉冲星组成的理想化 PTA 阐明了我们的方法。在 companion paper（ companion 论文）中，我们将我们的形式体系应用于当前 PTA，并表明它可成为指导和优化真实数据分析的有力工具。
引用
@article{arxiv.2006.14570,
title = {Fisher formalism for anisotropic gravitational-wave background searches with pulsar timing arrays},
author = {Yacine Ali-Haïmoud and Tristan L. Smith and Chiara M. F. Mingarelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.14570},
year = {2021}
}
备注
Version accepted for publication in PRD after minor changes. Follow-up paper on applications: arXiv:2010.13958