优化脉冲星计时阵列观测以探测和刻画低频引力波源
高能天体物理现象
2018-11-28 v1 天体物理仪器与方法
摘要
对低频引力波的观测将需要由最自旋稳定的脉冲星组成的阵列提供尽可能高的计时精度。我们可以通过在数年乃至数十年的时间内观测计时噪声低且分布于全天的脉冲星，来提高脉冲星计时阵列（PTA）对不同引力波源的灵敏度。我们讨论了针对引力波随机背景（如来自未分辨的超大质量黑洞双星）以及针对单个连续波源的 PTA 观测策略。首先我们描述了计算 PTA 对不同引力波源类别灵敏度的方法。然后将我们的方法应用于北美纳赫兹引力波观测站（NANOGrav）11 年数据集中给出的 45 颗脉冲星。对于随机背景的预期振幅，我们发现所有脉冲星在数十年的时间尺度上都有显著贡献；例外情况是针对随机背景振幅非常悲观的取值。对于单个单源，我们发现有若干脉冲星对给定源的灵敏度有贡献，但哪些脉冲星有贡献取决于该源，或与全天度量不同。我们的结果对于脉冲星到达时间中存在时间相关红噪声的情况似乎是稳健的。获取更稳健的脉冲星噪声参数至关重要，因为它们严重影响我们的结果。我们的结果表明，尽快定位并对尽可能多的高精度脉冲星进行计时，以最大化下一代 PTA 探测器的灵敏度，也是势在必行的。
引用
@article{arxiv.1808.10071,
title = {Optimizing Pulsar Timing Arrays Observations for Detection and Characterization of Low-Frequency Gravitational Wave Sources},
author = {M. T. Lam},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.10071},
year = {2018}
}
备注
9 pages, 2 figures, submitted to ApJ