利用 CHIME 对双星脉冲星进行高频次计时

我们利用加拿大氢强度测绘实验(CHIME)对双星脉冲星 PSR J0218+4232、PSR J1518+4904 和 PSR J2023+2853 进行了近每日观测。我们仅使用 2 到 4 年的 CHIME/Pulsar 计时数据,首次在这三个脉冲星双星系统中探测到了 Shapiro 时延。我们测得这些脉冲星的质量分别为 $1.49^{+0.23}_{-0.20}$ M$_\odot$、$1.470^{+0.030}_{-0.034}$ M$_\odot$ 和 $1.50^{+0.49}_{-0.38}$ M$_\odot$。PSR J0218+4232 的伴星质量被发现为 $0.179^{+0.018}_{-0.016}$ M$_\odot$。利用观测到的近点进动作为质量估计的约束,我们将 PSR J1518+4904 的中子星伴星质量限制为 $1.248^{+0.035}_{-0.029}$ M$_\odot$。PSR J2023+2853 的双星伴星质量被发现为 $0.93^{+0.17}_{-0.14}$ M$_\odot$;在近圆轨道的背景下,这一质量估计表明 PSR J2023+2853 的伴星很可能是一颗大质量白矮星。通过将 PSR J0218+4232 的计时模型与先前观测进行比较,我们发现该系统观测到的轨道周期存在显著变化,变化率为 $\dot{P_{\rm b}} = 0.14(2) \times 10^{-12}$;我们确定这种变化源于双星系统相对运动产生的“Shklovskii 加速度”,并利用这一测量估计出 PSR J0218+4232 的距离为 $d=(6.7 \pm 1.0)$ kpc。这项工作展示了由 CHIME/Pulsar 系统实现的高频次观测能力,能够在短观测时间尺度上探测并精化双星脉冲星的广义相对论效应。