纳赫兹随机引力波的非高斯统计
宇宙学与河外天体物理
2025-02-10 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
多个脉冲星计时阵列（PTAs）近期对纳赫兹随机引力波背景（SGWB）的探测，激发了对其物理起源的深入讨论。原则上，超大质量黑洞双星（SMBHBs）或早期宇宙过程都可能是其来源。两者之间的一个关键区别在于SGWB频率功率谱的统计特性。特别是，通常假设的高斯随机SGWB并不能准确描述SMBHB集体辐射的分布。在这项工作中，我们提出了一个半解析框架，用于计算SMBHB预期产生的SGWB功率的非高斯统计。我们发现：(a) 具有不可区分观测频率的单个SMBHB之间的波干涉，以及 (b) 源数量的泊松涨落，共同塑造了非高斯统计特性。利用本文发展的非高斯统计方法，我们研究了当前和未来PTA数据集在通过非高斯信息区分SGWB起源方面的灵敏度。此外，我们发现了一个有趣的非高斯统计近似，这对于在PTA贝叶斯分析中准确且实用地处理非高斯性具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2409.19516,
title = {Non-Gaussian Statistics of Nanohertz Stochastic Gravitational Waves},
author = {Xiao Xue and Zhen Pan and Liang Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.19516},
year = {2025}
}
备注
14 pages including references, 8 figures. Accepted by Phys. Rev. D