探测低偏心率和高偏心率双星系统中中子星连续引力波的新型定向搜索策略
天体物理仪器与方法
2017-06-07 v1
摘要
我们描述了一种新颖、快速且鲁棒的定向搜索非相干方法，用于探测双星系统中子星产生的周期性引力波（GWs）。作为定向搜索，我们假设源天球位置已知且具有足够精度，但所有其他参数均假设为未知。我们利用源轨道运动引起的频率调制，通过从一系列时间和频率峰值开始，揭示信号特征。我们通过将 131 个来自双星系统脉冲星的人造连续引力波信号添加到模拟探测器高斯噪声中来验证我们的流水线，该噪声的特征是在频率区间 [70, 200] Hz 内具有功率谱密度 Hz，这总体上与先进探测器的设计灵敏度相称。该流水线探测到了 128 个信号，在假设由单个先进探测器收集了一个月无间断数据的情况下，注入并被探测到的最弱信号具有约 的引力波应变幅度。我们还提供了灵敏度估计，表明对于覆盖一个月观测时间的单探测器数据，根据源的轨道 Doppler 调制，我们可以探测到幅度约为 的信号。通过使用三个探测器和一年的数据，我们将在灵敏度上轻松获得 3 倍以上的提升，这意味着能够探测到更微弱的信号。我们还讨论了我们方法的参数估计能力以及计算预算，其计算成本极低。事实上，筛选一个月的单探测器数据和 131 Hz 宽的频率范围大约需要 2.4 个 CPU 小时。由于计算速度高，当前程序可以随时应用于全天搜索方案，在可用计算能力允许的范围内并行筛选尽可能多的天球位置。
引用
@article{arxiv.1607.08751,
title = {Novel directed search strategy to detect continuous gravitational waves from neutron stars in low- and high-eccentricity binary systems},
author = {Paola Leaci and Pia Astone and Sabrina D'Antonio and Sergio Frasca and Cristiano Palomba and Ornella Piccinni and Simone Mastrogiovanni},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.08751},
year = {2017}
}