考虑脉冲计时阵列中精确脉冲距离的单个引力波源定位的现实评估

脉冲计时阵列（PTA）预计在不久的将来能够检测来自单个超大质量黑洞二体（SMBHB）的连续引力波（GW）。为了识别GW源的宿主星系，PTA需要显著改善角分辨率，超越最近连续GW搜索实现的典型范围（100-1000平方度）。本研究我们考察了精确脉冲距离测量如何增强单个GW源的定位。准确的距离信息（通常为1~pc）可相当于或优于GW波长，有助于细化GW源定位。在不久的将来，随着Square Kilometre Array（SKA）的出现，将能够为少数近距离脉冲实现高精度距离测量。我们关注相对近距离的脉冲J0437-4715（156 pc）和J0030+0451（331 pc），将其基于当前VLBI测量的实际距离不确定性以及SKA时代预期精度纳入分析。通过模拟87个脉冲中包含GW信号和高斯白噪声的计时残差，我们评估了脉冲距离信息对GW源定位的影响。我们的结果表明，在无精确距离信息的情况下，定位在10 ns噪声下仍不足以识别宿主星系。然而，纳入SKA时代距离精度后，可将定位不确定性降低到所需水平的$10^{-3}$ $\rm deg^{2}$。定位精度强烈取决于具有良好测距脉冲的几何构型，并在这些脉冲附近或之间显著改善。该定位改进将有助于识别GW源的宿主星系并构建SMBHB目录，进一步使能够更详细地探讨SMBHB的电磁跟踪观测成为可能。