Сводка компонентов белого шума для 12 пульсаров. На главной панели показаны три вклада: шум радиометра в виде черных квадратов, джиттер-шум в виде синих кружков и шум мерцаний в виде красных треугольников. Все вклады шума масштабированы до интегрирования за 1 час. Фото: Астрофизический журнал (2024 г.). DOI: 10.3847/1538-4357/ad217b
Тайминг пульсаров позволяет проводить самые строгие проверки фундаментальной физики. Мониторинг времени прихода импульсов (ToAs) ансамбля стабильных миллисекундных пульсаров (MSP), известного как временная матрица пульсаров (PTA), позволяет обнаруживать наногерцовые гравитационные волны (ГВ). Успех обнаружения GW с помощью PTA требует максимально возможной точности синхронизации.
Точность синхронизации пульсара ограничена множеством шумов, в том числе вносимых самим пульсаром, межзвездной средой на луче зрения и процессом измерения. На коротких временных интервалах в шуме обычно преобладает белый шум, который включает шум радиометра, джиттер-шум и сцинтилляционный шум.
В исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal, Ван Шуанцян из Синьцзянской астрономической обсерватории (XAO) Китайской академии наук и его коллеги использовали данные, полученные с помощью сферического радиотелескопа с пятисотметровой апертурой (FAST), для проведения исследования. белого шума в MSP.
Исследователи представили измерения шума радиометра, джиттер-шума и сцинтилляционного шума 12 MSP, которые являются частью выборки International Pulsar Timing Array.
Они обнаружили, что разные пульсары демонстрируют разные уровни джиттер-шума. Вклад сцинтилляционного шума, вероятно, незначителен, а джиттер-шум превышает шум радиометра, что делает его доминирующим компонентом белого шума. Поэтому подавление джиттер-шума важно для обнаружения GW.
Кроме того, исследователи применили новый метод, а именно сопоставление шаблонов матриц, которое генерирует ToA, используя все четыре параметра Стокса, а не только параметр Стокса I, для уменьшения шума джиттера.
Они обнаружили, что с помощью этого метода можно уменьшить джиттер-шум в диапазоне от 6,7% до 39,6%. Таким образом, сопоставление шаблонов матриц является ценным методом повышения точности синхронизации пульсаров.
В будущем этот метод будет применен к большому набору данных MSP с FAST.
Информация от: Китайской академией наук
