引力波背景零假设: 用帕克斯脉冲星计时阵列刻画毫秒脉冲星到达时间的噪声
高能天体物理现象
2023-06-29 v1 太阳与恒星天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
毫秒脉冲星(MSP)计时数据中的噪声可包含来自观测仪器、星际介质、太阳风、太阳系星历误差以及脉冲星自身的贡献。必须准确刻画噪声环境,以构建零假设,从而比较信号模型,包括纳赫兹频率引力波(GW)所诱导的特征。在此我们描述了为帕克斯脉冲星计时阵列(PPTA)第三次数据发布中每颗MSP开发的噪声模型,这些模型已被用作各向同性随机引力波背景搜寻的基础。我们对脉冲星自转噪声、色散量变化、散射变化、脉冲星磁层中的事件、太阳风变率以及仪器效应进行建模。我们还搜寻了新的计时模型参数,并在PSR~J06143329和PSR~J19025105中探测到Shapiro延迟。噪声和计时模型通过检验归一化并白化后的计时残差的高斯性以及与时间的相关残差来验证。我们证明噪声模型的选择显著影响了公共谱过程推断出的性质。使用我们的详细模型,PPTA中恢复出的公共谱噪声与谱指数 的幂律一致,该值是由仅受GW辐射驱动的超大质量黑洞双星种群产生的随机引力波背景的预测值。
引用
@article{arxiv.2306.16229,
title = {The gravitational-wave background null hypothesis: Characterizing noise in millisecond pulsar arrival times with the Parkes Pulsar Timing Array},
author = {Daniel J. Reardon and Andrew Zic and Ryan M. Shannon and Valentina Di Marco and George B. Hobbs and Agastya Kapur and Marcus E. Lower and Rami Mandow and Hannah Middleton and Matthew T. Miles and Axl F. Rogers and Jacob Askew and Matthew Bailes and N. D. Ramesh Bhat and Andrew Cameron and Matthew Kerr and Atharva Kulkarni and Richard N. Manchester and Rowina S. Nathan and Christopher J. Russell and Stefan Osłowski and Xing-Jiang Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.16229},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 10 figures. Accepted for publication in ApJL