脉冲星计时数据中随机引力波背景搜索的最优互相关统计量的时域实现
天体物理仪器与方法
2015-06-23 v1
摘要
超大质量黑洞双星、宇宙弦、暴胀遗留引力波以及早期宇宙的一级相变预计会在 10^(-9) Hz-10^(-7) Hz 频段贡献随机引力波背景。脉冲星计时阵列 (PTAs) 利用射电脉冲星的高精度计时来探测此类频率的信号。在此，我们提出了针对 PTA 数据中随机背景搜索的最优互相关统计量的时域实现。由于 PTA 数据典型的非均匀采样以及使用计时模型预测射电脉冲到达时间，时域方法更适合此类数据的引力波数据分析。我们从似然函数出发推导了最优互相关统计量，提出了一种生成模拟随机背景信号的方法，并严格推导了两个相关 PTA 机制下互相关统计量信噪比的缩放定律：一是仪器噪声在所有频率上主导引力波信号的弱信号极限，二是引力波信号在最低频率处主导的第二种机制。
引用
@article{arxiv.1410.8256,
title = {Time-domain Implementation of the Optimal Cross-Correlation Statistic for Stochastic Gravitational-Wave Background Searches in Pulsar Timing Data},
author = {Sydney J. Chamberlin and Jolien D. E. Creighton and Paul B. Demorest and Justin Ellis and Larry R. Price and Joseph D. Romano and Xavier Siemens},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.8256},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 3 figures, submitted to Physical Review D