随机引力波背景对脉冲星计时参数的影响

引力波由爱因斯坦的广义相对论以及其他引力理论所预言。最快脉冲星的旋转稳定性意味着，对这些天体构成的阵列进行计时可用于探测和研究引力波。然而，脉冲星计时同时被用于估算自旋周期、周期导数、天体测量参数和双星参数。本文通过模拟以及来自毫秒脉冲星 PSR J0437-4715 和 PSR J1713+0747 的数据，计算了随机引力波背景对脉冲星计时参数的影响。我们表明，随着背景振幅的增加，所报告的计时不确定性会被低估，对于随机引力波背景振幅 $A=5\times 10^{-15}$（其中 $A$ 是周期为一年的引力波特征应变谱的振幅），低估因子可达 $\sim10$。我们在包含随机引力波背景的模拟数据集中发现了显著的低频频谱泄漏证据。我们利用这些模拟以及独立的甚长基线干涉测量（VLBI）视差测量，设定了 $A\le9.1\times 10^{-14}$ 的 2-西格玛上限。我们发现不同的超大质量黑洞并合情景对计算出的上限没有显著影响。我们还测试了超低频（$10^{-12}$--$10^{-9}$ Hz）引力波对双星脉冲星参数测量的影响，并发现这些参数的失真程度小于 $10^{-9}$--$10^{-7}$ Hz 引力波所造成的影响。