脉冲星计时对窄带随机信号的约束

我们考察了脉冲星计时阵列 (PTA) 技术对纳赫兹频段特定类型窄带随机信号的灵敏度。具体而言，我们研究了由银河系中振荡引力标量势产生的窄带信号（引力势背景），这种信号出现在超轻质量标量场构成银河系暗物质的情形下。我们对 NANOGrav 项目获得的 12 颗脉冲星的公开数据进行了贝叶斯分析。在单色近似下，可变引力势振幅的上限为 $\Psi_c<1.14 \times 10^{-15}$，对应于频率 $f=1.75\times 10^{-8} Hz$ 处的无量纲应变振幅 $h_c=2\sqrt{3}\Psi_c < 4\times 10^{-15}$。在窄带近似下，发现引力势背景 (GPB) 能量密度的上限为 $\Omega_{GPB}<1.27 \times 10^{-9}$ ($f=6.2\times 10^{-9} Hz$)。如果假设质量为 $\sim 10^{-23} eV$ 的超轻标量场是局部密度约为 $\sim 0.3 GeV cm^{-3}$ 的银河系暗物质，这些限制比理论预期值高出一个数量级。