脉冲计时阵列中的等温性引发引力波

引力波（GW）是探索早期宇宙新物理的强大工具。特别是，由原始等温性扰动引发的GW编码了标准$\Lambda$CDM模型之外的新动力学信息。现有研究聚焦于特定类型：冷暗物质（CDM）等温性。本文present了更为全面的研究，涵盖CDM、原子、夸克和自由流动暗辐射（DR）的四种等温性。我们首先由于在脉冲计时阵列观测中，相关模式在夸克脱落前进入视界，因此考虑了耦合夸克的等温性初始条件。通过这些新的初始条件，夸克等温性在整体系数上类似于CDM等温性，这导致等温性在辐射和物质部门之间发生有趣的转换。我们发现，来自自由流动DR的等温性引发GW的光谱与来自CDM的不同，因为辐射各向异性应力的存在。与由CDM等温性引发的GW在高频率因物质密度在早期时间被抑制而受抑制不同，DR等温性引发的GW与DR密度与总辐射密度的恒定比例成正比。最后，我们采用两种一般等温性功率谱参数化：delta函数和分段幂律，结合最新的NANOGrav数据，推导出新的约束。我们的结果在$10^{6}\,\textrm{Mpc}^{-1}$附近对等温性设定了严格约束，这些结果与大尺度宇宙观测相互补充。