在真实数据上检验当前脉冲星计时阵列探测分析的优势、局限与偏差
高能天体物理现象
2024-03-25 v3 宇宙学与河外天体物理
星系天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
在最先进的脉冲星计时阵列（PTA）数据集中对引力波（GW）的搜索将信号建模为幂律描述各向同性、高斯与平稳过程。实际上，由宇宙超大质量黑洞双星（SMBHB）系综产生的非相干叠加预期为PTA波段主要信号，这些性质均不被预期成立。我们使用简单幂律模型刻画真实数据集中的GW信号，对当前搜索算法的性能进行系统研究。我们以模仿欧洲PTA（EPTA）第二次数据发布（DR2）的计时残差合成实现作为基线数据集。因此，我们在数据集中包含不均匀时间戳、非色与色红噪声及多频率观测。随后我们注入来自理想各向同性、高斯、单幂律随机过程与来自真实SMBHB总体的计时残差，对恢复信号进行方法论研究。我们发现当前搜索模型能高效恢复GW信号，但由于信号-模板失配可识别出若干偏差，我们通过概率-概率（P-P）图识别并用Kolmogorov-Smirnov（KS）统计量化。我们结合EPTA DR2中观测到的信号讨论发现，并证实其与SMBHB起源一致。
引用
@article{arxiv.2309.13117,
title = {Testing strengths, limitations and biases of current Pulsar Timing Arrays detection analyses on realistic data},
author = {Serena Valtolina and Golam Shaifullah and Anuradha Samajdar and Alberto Sesana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.13117},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 12 figures, 4 Tables. Published version