利用LISA观测随机背景的运动学各向异性

我们为未来分析LISA数据中河外起源的随机引力波背景信号提出了一种诊断工具。下一代引力波探测器有能力追踪汇聚成随机背景的未分辨引力波。这个复合背景包含宇宙学和天体物理学的贡献，对其探索为深入了解极早期宇宙学以及晚期结构形成提供了有前景的途径，有望带来突破性的新见解。在本文中，我们开发了一套完整的端到端流程，用于提取河外信号，该流程基于由星系运动引起的运动学各向异性，通过对LISA对引力波各向异性天空的响应进行全时域模拟来实现。采用马尔可夫链蒙特卡洛制图方案，对于支持解释为高信噪比情况下源自宇宙弦的信号的无标度谱，我们恢复了高达$\ell=2$的多极矩。我们证明，我们的分析始终能突破宇宙方差，并且对统计和系统误差具有鲁棒性。我们研究了仪器噪声对提取运动学各向异性的影响，并确定了在存在仪器诱导噪声的情况下，探测阈值为$\Omega_{GW}\gtrsim 5\times 10^{-8}$。最后，我们指出了该方法潜在的改进途径。