低频引力波天空中的单源：性质及脉冲星计时阵列探测时间

我们计算了低频引力波（GW）谱中可单独分辨的“单源”的性质、出现率与探测前景。我们的模拟使用了来自 Illustris 宇宙学流体动力学模拟的星系与大质量黑洞双星族，并结合了双星并合过程的综合半解析模型。利用具有（首次采用的）可变红噪声模型的模拟脉冲星计时阵列（PTA），我们计算了 GW 单源与随机 GW 背景（GWB）的合理探测前景。与先前结果相反，我们发现单源至少与 GW 背景一样可探测。利用模拟 PTA，我们发现这些“前景”源（亦称“确定性”/“连续”源）很可能以约 $20 \, \textrm{yr}$ 的总观测基线被探测到。探测前景，乃至单源的整体性质，仅对双星演化参数——即偏心率与环境耦合——具有中等敏感性，这可导致探测时间约 $\sim 5 \,\textrm{yr}$ 的差异。红噪声具有更强的影响，在仅白噪声模型（$\sim 10$ - $15 \,\textrm{yr}$）与严重红噪声（$\sim 20$ - $30 \,\textrm{yr}$）之间，使前景的探测时间大约加倍。红噪声对 GWB 的影响甚至更强，表明单源探测可能更为鲁棒。我们发现前景的信噪比在 $f = 0.1 \,\textrm{yr}^{-1}$ 附近达到峰值，并且对 PTA 持续增添新脉冲星远不敏感。