探索引力波宇宙的太极数据挑战

引力波（GWs）的直接观测为探索从量子到宇宙的新物理打开了新窗口，并提供了探测宇宙演化的新工具。空间引力波探测覆盖跨越四个数量级以上的宽广频谱，使我们能够研究丰富的物理与天文现象。太极是一个拟议中的星基引力波探测任务，将于 2030 年代发射。太极将暴露于大量重叠且持续的前台与背景引力波信号中，带来各种数据分析挑战。为赋能潜在科学发现，Mock LISA Data Challenge 与 LISA Data Challenge（LDC）得以开发。尽管 LDC 提供了基线框架，但首个 LDC 需以更真实的模拟并更新太极星座的探测器响应。本文回顾太极的科学目标与路线图，以及数据分析中的技术难点与数据生成策略，并呈现相关的数据挑战。与 LDC 不同，我们采用二阶开普勒轨道与二代时延干涉测量技术。此外，我们采用极端质量比旋近波形与随机引力波背景谱的新模型，使我们能够检验广义相对论并测量曲率扰动的非高斯性。进一步，我们给出利用玩具数据集进行参数估计的综合示例。该示例不仅展示了太极数据挑战的科学潜力，也验证了流程的有效性。作为太极的首个数据挑战，我们旨在为太极源与科学相关的数据分析构建开放平台。更多细节可在官网 http://taiji-tdc.ictp-ap.org 查阅。