超大质量黑洞双星探测与参数估计的多信使方法 II：脉冲星计时阵列的最优策略
高能天体物理现象
2023-03-15 v1
摘要
脉冲星计时阵列（PTAs）是由分布于天空中的精密计时脉冲星组成的银河系尺度引力波（GW）探测器。预计在十年内，PTAs 将探测到由密近分离超大质量黑洞双星（SMBHBs）发出的纳赫兹引力波，从而开启引力波频谱的低频端用于科学研究。驱动活动星系核的单个 SMBHBs 也是有前景的多信使源；它们可通过理论预测的电磁（EM）特征被识别，并由 PTAs 进行引力波观测跟踪。在这项工作中，我们研究了针对 EM 选定 SMBHBs 的 PTA 的探测与参数估计前景。采用模拟的银河系毫秒脉冲星族，我们设想了三种不同的脉冲星计时观测方案，对位于不同天区的三个模拟源进行观测。我们发现，对所有天空计时最优脉冲星的全天空 PTA 是观测 EM 选定 SMBHBs 并以高精度（即可比于或优于传统 EM 测量）测量其源参数的最优且可行的方法。我们在未来配备计划中的 Deep Synoptic Array-2000 的 PTA 实验以及 SMBHBs 的多信使研究（如著名的双星候选体 OJ 287）背景下讨论了我们的发现意义。
引用
@article{arxiv.2301.07135,
title = {Multimessenger Approaches to Supermassive Black Hole Binary Detection and Parameter Estimation II: Optimal Strategies for a Pulsar Timing Array},
author = {Tingting Liu and Tyler Cohen and Casey McGrath and Paul Demorest and Sarah Vigeland},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.07135},
year = {2023}
}
备注
14 pages, 6 figures, 3 tables; ApJ accepted; data will be available with the ApJ publication