脉冲星时序阵列角相关性的谱和

Bruce Allen; Joseph D. Romano

脉冲星时序阵列角相关性的谱和

广义相对论与量子宇宙学 2024-12-20 v1

作者: Bruce Allen , Joseph D. Romano

摘要

脉冲星时序阵列(PTA)通过脉冲来自不同脉冲星的到达时间所产生的相关性来检测引力波(GW)。1983年，Hellings和Downs(HD)预测了该平均相关性——作为两个脉冲星方向间夹角 $\gamma$ 的函数。观察该角度模式是GW存在的关键证据，因此PTA通过估计由角度相似的脉冲星对之间的相关性来"重建HD曲线"。该角度模式也可表示为勒让德多项式 ${\rm P}_l(\cos \gamma)$ 的"谐和求和"，其系数为 $c_l$ 。在假设GW和脉冲星噪声由高斯集合描述的前提下，我们推导了 $c_l$ 的最优估计器并计算其方差。我们考虑两种"最优"选择：第一种独立于其他值的最小化每个 $c_l$ 的方差；第二种寻找一组 $c_l$ ，以最小化重构相关性曲线与其平均值之间的(平方)偏差。这类似于电磁和(音频带)GW背景的所谓"dirty"和"clean"图。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.14852,
  title  = {Harmonic spectrum of pulsar timing array angular correlations},
  author = {Bruce Allen and Joseph D. Romano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.14852},
  year   = {2024}
}

备注

6 pages, 1 figure, 1 table

脉冲星时序阵列角相关性的谱和

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