利用偏振提高毫秒脈沖星的授時(shí)精度

脈沖星定時(shí)可以對基礎(chǔ)物理進(jìn)行最嚴(yán)格的測試。通過監(jiān)測穩(wěn)定的毫秒脈沖星(MSP)群(稱為脈沖星定時(shí)陣列(PTA))的脈沖到達(dá)時(shí)間(ToAs)，可以探測納赫茲引力波(GW)。使用 PTA 成功檢測 GW 需要盡可能高的計(jì)時(shí)精度。

脈沖星的計(jì)時(shí)精度受到許多噪聲影響的限制，包括脈沖星本身、沿視線的星際介質(zhì)以及測量過程引入的噪聲。在短時(shí)間尺度上，噪聲通常以白噪聲為主，其中包括輻射計(jì)噪聲、抖動(dòng)噪聲和閃爍噪聲。

在《天體物理學(xué)雜志》發(fā)表的一項(xiàng)研究中，中國科學(xué)院天文臺(tái)(XAO)的王雙強(qiáng)及其合作者利用500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)獲得的數(shù)據(jù)開展了一項(xiàng)研究MSP 中的白噪聲。

研究人員展示了國際脈沖星定時(shí)陣列樣本中 12 個(gè) MSP 的輻射計(jì)噪聲、抖動(dòng)噪聲和閃爍噪聲的測量結(jié)果。

他們發(fā)現(xiàn)不同的脈沖星表現(xiàn)出不同程度的抖動(dòng)噪聲。閃爍噪聲的貢獻(xiàn)可能可以忽略不計(jì)，并且抖動(dòng)噪聲大于輻射計(jì)噪聲，使其成為白噪聲的主要組成部分。因此，抑制抖動(dòng)噪聲對于GW的檢測非常重要。

此外，研究人員還采用了一種新方法，即矩陣模板匹配，它通過使用所有四個(gè)斯托克斯參數(shù)而不是僅使用斯托克斯 I 來生成 ToA，以減輕抖動(dòng)噪聲。

他們發(fā)現(xiàn)使用這種方法可以將抖動(dòng)噪聲降低6.7%至39.6%。因此，矩陣模板匹配是提高脈沖星授時(shí)精度的一種有價(jià)值的方法。

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