利用高斯分量建模缓解 PSR J1713+0747 异常脉冲轮廓形状变化对计时的影响
高能天体物理现象
2026-07-13 v1 天体物理仪器与方法
摘要
北美纳赫兹引力波天文台（NANOGrav）在其脉冲星计时阵列（PTA）中对几颗毫秒脉冲星实现了亚微秒级的计时精度，目标是探测和表征纳赫兹引力波。PSR J1713+0747 是阵列中计时最精确的脉冲星之一，达到了亚微秒级的计时精度。然而，在 2021 年 4 月，PSR J1713+0747 的脉冲形状发生了突然且异常的变化，破坏了其计时稳定性。由于 PSR J1713+0747 是 PTA 灵敏度的关键贡献者，其脉冲轮廓的变化显著影响了阵列对纳赫兹引力波的灵敏度。我们应用依赖于频率的高斯分量模型来分解脉冲轮廓，并追踪单个分量在该事件期间的演化。这种分量级方法在形状变化事件期间保持了相位连接的计时。在 L 波段，恢复的 TOAs 的中位不确定度约为 0.47 微秒，而标准模板匹配约为 0.69 微秒。在 820 MHz 处，轮廓演化更强，恢复的 TOAs 的中位不确定度约为 1.63 微秒，而标准模板匹配约为 0.67 微秒。恢复的 TOAs 实现了与传统模板匹配相当的计时不确定度，同时允许受轮廓变化影响的数据保留在 PTA 引力波分析中。这些结果代表了向能够解释脉冲轮廓演化同时减少对额外计时模型参数需求的轮廓域计时方法迈出的第一步。
引用
@article{arxiv.2607.12038,
title = {Mitigating the Timing Impact of Anomalous Pulse Profile Shape Variability in PSR J1713+0747 with Gaussian Component Modeling},
author = {Shania A. Nichols and Michael T. Lam and Gabriella Agazie and Anjana Ashok and Jeremy G. Baier and H. Thankful Cromartie and Kathryn Crowter and Megan E. DeCesar and Paul B. Demorest and Lankeswar Dey and William Fiore and Emmanuel Fonseca and Joseph Glaser and Deborah C. Good and Jeffrey S. Hazboun and Ross J. Jennings and David L. Kaplan and Bjorn Larsen and Georgia A. Lowes and Ryan S. Lynch and Ashley Martsen and Bradley W. Meyers and Patrick M. Meyers and Mason Ng and Daniel J. Oliver and Benetge B. P. Perera and Henri A. Radovan and Scott M. Ransom and Alexander Saffer and Ingrid H. Stairs and Mercedes S. Thompson and Amir Tresnjic and Joris P. W. Verbiest and David Wright},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.12038},
year = {2026}
}
备注
17 pages, 10 figures