Второй выпуск данных Европейской пулсарной временной шкалы
The second data release from the European Pulsar Timing Array
2023-06-30
SCID: 54.1/avbfy6bx
Discuss with AI
байесовский факторЕвропейская пульсарная временная шкалакорреляция Хеллингса—Даунсамиллисекундные пульсарыстохастический фон гравитационных волн
Figures from the paper
Abstract (AI)
Представлены результаты поиска изотропного стохастического гравитационно-волнового фона (GWB) на нангertzовых частотах с использованием второго выпуска данных Европейской пулсарной временной шкалы (EPTA) для 25 миллисекундных пульсаров, а также его объединения с первым выпуском данных Индийской пулсарной временной шкалы (InPTA). Надёжное обнаружение GWB требует выявления угловой зависимости Хеллингса—Даунса в попарной кросс-корреляции временных остатков пульсаров. Кроме того, ожидается, что GWB будет порождать одинаковый (общий) спектр временных корреляций для разных пульсаров; этот спектр используется в качестве нулевой гипотезы при поиске GWB. Такой процесс с общим спектром уже наблюдался в данных временных наблюдений пульсаров. Были проанализированы (i) полный набор данных EPTA длительностью 24,7 года, (ii) его 10,3-летняя подвыборка, основанная на современных системах наблюдений, (iii) объединение полного набора данных с первым выпуском данных InPTA для десяти миллисекундных пульсаров, наблюдавшихся обеими шкалами, и (iv) объединение 10,3-летней подвыборки с данными InPTA. Эти объединения позволили исследовать вклад инструментального шума и эффектов распространения сигнала в межзвёздной среде. Для полного набора данных обнаружены лишь слабые свидетельства в пользу GWB: байесовский фактор равен четырём, а вероятность ложной тревоги составляет 4%. Для 10,3-летней подвыборки получены свидетельства в пользу GWB: байесовский фактор равен 60, а вероятность ложной тревоги составляет около 0,1% (значимость ≳3 σ). Добавление данных InPTA даёт результаты, в целом согласующиеся с наборами данных только EPTA, при этом улучшая моделирование шума. Анализ выполнялся с использованием различных конвейеров обработки данных для проверки согласованности результатов, полученных независимыми программными пакетами. Последние данные EPTA, полученные с помощью систем наблюдений нового поколения, демонстрируют небезначимые свидетельства в пользу GWB. Вместе с тем восстановленный спектр характеризуется значительной неопределённостью и находится в слабом противоречии с общим сигналом, измеренным по полному набору данных. Однако если зафиксировать спектральный индекс равным 13/3, два dat...
Key Findings
1
Добавление данных первого выпуска InPTA даёт результаты, в целом согласующиеся с анализами только EPTA, одновременно улучшая моделирование шумов и позволяя оценивать инструментальные эффекты и влияние межзвёздной среды.
2
Независимые конвейеры обработки данных дают согласующиеся результаты, однако восстановленный спектр ГВ-фона остаётся неопределённым и слегка расходится с общим сигналом, измеренным на полном наборе данных.
3
10,3-летняя выборка, полученная с использованием современных систем наблюдений, даёт более сильные свидетельства ГВ-фона: байесовский фактор 60 и вероятность ложной тревоги около 0,1% (значимость более 3σ).
4
Полный 24,7-летний набор данных EPTA даёт лишь маргинальные свидетельства ГВ-фона: байесовский фактор равен четырём, а вероятность ложной тревоги — 4%.
5
Во втором выпуске данных EPTA выполняется поиск изотропного гравитационно-волнового фона на наногерцовых частотах по временным данным 25 миллисекундных пульсаров.
Research Object
данные тайминга миллисекундных пульсаров Европейской временной шкалы пульсаров и их объединение с данными Индийской временной шкалы пульсаров
Research Subject
поиск и характеристика изотропного стохастического гравитационно-волнового фона на наногерцовых частотах по угловым корреляциям Хеллингса—Даунса и общему спектру временных корреляций
Publication Details
Publication Date
2023-06-30
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
1032
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest