随机引力波背景搜寻与对中子星椭率的限制

旋转中子星（NSs）是地面探测器频带内引力波（GWs）的有希望源。由于其偏离球对称性，它们预期会发射准单色、长持续时间的 GW 信号，称为连续波（CWs）。此类形变的程度，以及关于 NS 内部结构的信息，被编码在一个称为椭率的无量纲参数 $\varepsilon$ 中。针对银河系内孤立 NSs 的 CW 信号搜寻已显示出对低至 $\varepsilon \sim \mathcal{O}(10^{-9})$ 的椭率的灵敏度。这些搜寻对于探测和刻画来自单个 NS 的 GWs 是最优的，但它们并非设计用于测量 NSs 作为群体的性质，例如平均椭率 $\varepsilon_{\mathrm{av}}$。这些系综性质可通过测量由单独不可探测的 NSs 的 GW 信号叠加所产生的随机引力波背景（SGWB）来确定。在这项工作中，我们使用 Advanced LIGO 与 Virgo 前三次观测运行的数据，对此类 SGWB 执行互相关搜寻。未发现 SGWB 信号存在的证据，我们对无量纲能量密度参数 $\Omega_{\mathrm{gw}}(f)$ 设定了上限。利用这些结果，我们还限制了银河系 NSs 及五个 NS “热点”的平均椭率，作为搜寻频带内发射 GWs 的 NSs 数目 $N_{\mathrm{band}}$ 的函数。我们发现对于银河系 NSs，在 $N_{\mathrm{band}}=1.6 \times 10^7$ 时 $\varepsilon_{\mathrm{av}} \lesssim 1.8 \times 10^{-8}$；对于 NS 热点，在 $N_{\mathrm{band}}=1.6 \times 10^{10}$ 时 $\varepsilon_{\mathrm{av}} \lesssim [3.5-11.8]\times 10^{-7}$。