评估首届国际脉冲星计时阵列数据挑战中引力波背景的证据

我们描述了对首届国际脉冲星计时阵列数据挑战的分析。我们采用 van Haasteren 开发的稳健、无偏贝叶斯框架来研究三个开放和封闭数据集，测试每个数据集的各种模型，并使用 MultiNest 恢复证据以进行贝叶斯模型选择。 favoured 模型的参数约束通过自适应 MCMC 技术得到确认。我们对 Closed1 的结果支持存在引力波背景，其在 $f=1 \text{ yr}^{-1}$ 处的应变振幅 $A$ 为 $(1.1 \pm 0.1) \times 10^{-14}$，功率谱指数 \gamma=4.30 \pm 0.15}，且无红计时噪声或单源证据。Closed2 的证据支持存在引力波背景，其中 $A=(6.1 \pm 0.3) \times 10^{-14}$，$\gamma=4.34 \pm 0.09$，无红计时噪声或单源。最后，Closed3 的证据支持存在红计时噪声和引力波背景，无单源。背景属性为 $A=(5 \pm 1) \times 10^{-15}$ 和 $\gamma=4.23 \pm 0.35$，而红噪声属性为 $N_{red}=(12 \pm 4) \text{ ns}$ 和 $\gamma_{red}=1.5 \pm 0.3$。在所有情况下，恢复的背景的红度与旋进超大质量黑洞双星源种群一致。我们还 investigated 数据集降采样对参数约束和运行时间的影响。最后，我们提供了一项原理验证研究，评估本文所用贝叶斯框架重构引力波背景诱导的计时残差角相关性的能力，并将其与 Hellings 和 Downs 曲线进行比较。