The Feasibility of Using Black Widow Pulsars in Pulsar Timing Arrays for Gravitational Wave Detection
在过去的五年中，通过对费米非关联源的射电观测发现的65颗双星中，约有三分之一是黑寡妇双星（BWP）。BWP是一种毫秒双星，伴星质量在0.01-0.1太阳质量之间，经常出现射电食。BWP系统中膨胀的伴星对系统施加很小的扭矩，导致轨道在很小但可测量的时间尺度上发生变化。由于增加参数的定时模型降低了灵敏度的引力波（GW）信号，需要适应许多轨道频率导数的定时数据是潜在的问题，使用BWP检测GWs与脉冲星定时阵列。使用模拟数据与多达四个轨道频率导数，我们表明，轨道频率导数拟合吸收不到5%的低频谱预期从随机引力波背景信号。此外，该结果不随轨道周期而改变。因此，我们建议，如果定时系统可以通过建模轨道频率导数，而不是由自旋频率噪声引起的，脉冲星定时阵列实验应包括BWP在其阵列。
2015-09-21 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Assessing the Role of Spin Noise in the Precision Timing of Millisecond Pulsars
我们研究非吸积类星体中的旋转自旋噪声（称为定时噪声）：毫秒类星体、正则类星体和磁星。特别注意的是放在量化的强度和非平稳性的时间噪声在毫秒脉冲，因为这些对象的长期稳定性是需要检测纳赫兹引力辐射。我们发现，一个单一的标度律是足够的毫秒和规范的时间噪声的特征，而相同的标度律低估了磁星的时间噪声的水平。标度律，以及毫秒脉冲星B1937+21的详细研究，使我们得出结论，定时噪声是潜伏在大多数毫秒脉冲星，并将在许多对象时，更好的到达时间的估计，在长的数据跨度获得测量。脉冲星定时阵对引力辐射的灵敏度受定时噪声的影响很大。我们的结论是，检测拟议的引力波背景将需要分析更多的对象比以前建议的数据跨度，取决于频谱的引力波背景和定时噪声。在当前和未来的勘探中，必须找到更多的毫秒级地震仪，以减少定时噪声的影响。
2010-10-22 astro-ph.SR
The impact on astrometry by solar-wind effect in pulsar timing
本研究探究太阳风对脉冲星计时天体测量的影响，揭示参数相关性与黄纬依赖关系，提出多频观测可缓解偏差并提升精度，通过重处理EPTA数据验证了方法有效性，为后续高精度测量提供思路。
2024-12-10 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
The International Pulsar Timing Array: A Galactic Scale Gravitational Wave Observatory
毫秒双星惊人的旋转稳定性使它们能够被用作精确的天体时钟。一个阵列的这些天文学家可以利用搜索相关的扰动，在他们的脉冲到达时间，由于引力波。在这里，我描述了必要的观测和分析，以实现这一目标，并提出了全球脉冲星计时社区的努力的概述。由于越来越多的毫秒脉冲星的发现，改进的仪器，和不断增长的观测时间跨度，我们的脉冲星定时阵列实验的灵敏度预计将显着增加，在未来几年内，导致一个引力波检测或非常严格的限制低频引力波源人口在十年结束之前。
2014-10-14 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
The Parkes Pulsar Timing Array
帕克斯脉冲星定时阵列（PPTA）项目的目标是：1）直接探测引力波，2）改进太阳系行星星历，3）开发基于脉冲星的时间尺度。在这篇文章中，我们描述了这个项目，解释了数据是如何收集和处理的，并描述了目前的研究。我们目前的数据集能够对迄今为止最严格的引力波背景设定上限。
2013-07-09 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
The timing behaviour of radio pulsars
本文的目的是总结脉冲星计时方法，提供一个概述最近的研究到十年的时间尺度上的脉冲星自旋下降，并强调科学，可以实现使用高精度的毫秒脉冲星计时。
2009-11-30 astro-ph.SR
Exploring the Effect of Periastron Advance in Small-Eccentricity Binary Pulsars
短轨道周期的小偏心率双星，原则上可以经历近星点的大幅推进。我们探讨测量这种效果的可能性，通过实施一个定时模型，ELL 1 k，在流行的TEMPO 2脉冲星定时包。在我们的ELL 1 k模型中，拉普拉斯-拉格朗日参数的真实长期变化可以导致可测量的定时残差，同时使用Lange等人（2001）的现有ELL 1定时模型进行长达十年的定时活动，特别是对于表现出显着的近星点推进的双星。我们还列出了我们的方法与TEMPO和TEMPO 2包中的ELL 1模型的各种实现之间的主要区别。详细的TEMPO 2模拟表明，在某些观测到的具有微小偏心率的双星中，如PSR J1719-1438，可能会限制脉冲星同伴的拱点运动常数。幸运的是，ELL 1 k计时模型不会对正在进行的脉冲星计时阵列活动构成任何挑战，这些活动通常采用ELL 1计时模型。详细的TEMPO 2模拟表明，在某些观测到的具有微小偏心率的双星中，如PSR J1719-1438，可能会限制脉冲星同伴的拱点运动常数。幸运的是，ELL 1 k计时模型不会对正在进行的脉冲星计时阵列活动构成任何挑战，这些活动通常采用ELL 1计时模型。
2018-08-07 astro-ph.SR
A Non-Radial Oscillation Model for Pulsar State Switching
脉冲星是独特的天体物理实验室，因为它们的时钟般的计时精度，提供了新的方法来测试广义相对论和探测引力波。高精度脉冲星计时实验的一个障碍是计时噪声。最近，Lyne等人（2010年）表明，许多类星体中的定时噪声是由于类星体的自旋下降速率的准周期性波动造成的，并且一些类星体的脉冲轮廓形状发生了相关变化。在这里，我们表明，一个非径向振荡模型的基础上，asteroseisological理论可以解释这些准周期波动。将该模型应用于中子星，将增加我们对中子星辐射和中子星内部的了解，并可能提高脉冲星计时精度。
2011-01-04 astro-ph.SR
Timing of young radio pulsars I: Timing noise, periodic modulation and proper motion
年轻恒星的平稳降旋受到两种非确定性现象的扰动：毛刺和定时噪声。虽然定时噪声提供了对极端密度下的核物理和等离子体物理的见解，但它是高精度脉冲星定时实验的障碍。本文提出了一种改进的基于贝叶斯推理的方法，用于同时模拟用64 m Parkes射电望远镜观测了$\sim$ 10年的85个高$\dot{E}$射电望远镜样本的随机和确定性参数。定时噪声是一个红色的过程，我们开发了一个参数化的基础上的红色噪声幅度（$A_{\rm red}$）和频谱指数（$β$）。我们测量的中位数$A_{\rm red}$为$-10.4^{+1.8}_{-1.7}$ yr $^{3/2}$和$β$为$-5.2^{+3.0}_{-3.8}$，并表明定时噪声的强度与$ν^{1}|\dotν|^{-0.6\pm0.1}$成正比，其中$ν$是脉冲星的自旋频率，$\dotν$是其自旋下降率。最后，我们测量了19颗恒星的重要制动指数，两颗恒星的自行，并讨论了五颗恒星到达时间的周期性调制。
2019-08-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
The UTMOST pulsar timing programme II: Timing noise across the pulsar population
虽然类星体具有特殊的旋转稳定性，但大规模的计时研究揭示了它们旋转中至少两种不同类型的不规则性：红色计时噪声和毛刺。使用现代贝叶斯技术，我们调查了300个明亮的南天射电望远镜的定时噪声特性，这些射电望远镜已被升级后的莫隆格洛天文台综合望远镜（MOST）观测了1.0-4.8年。我们重新分析了与先前报道的9个脉冲星故障相关的自旋和自旋下降变化，报告在PSR J1825 $-$ 0935的旋转演化中发现了3个新的故障和4个不寻常的类故障事件。我们开发了一个改进的贝叶斯框架，用于确定红噪声强度如何与脉冲星自旋频率（$ν$）和自旋下降频率（$\dotν$），我们适用于280个非回收的脉冲星的样本。利用这种新的方法和一个简单的幂律标度关系，我们证明了红噪声强度在非循环脉冲星种群中的标度为$ν^{a} |\dotν|^{b}$，其中$a = -0.84^{+0.47}_{-0.49}$和$b = 0.97^{+0.16}_{-0.19}$。这种方法可以很容易地适应利用更复杂的，天体物理动机的红噪声模型。最后，我们强调我们的双中子星PSR J 0737 $-$ 3039的时间，和重新发现一个明亮的射电脉冲星最初发现在第一Molonglo脉冲星调查与错误编目的位置。
2020-02-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Diagnostics of timing noise in middle aged pulsars
在各种各样的实验中，射电望远镜经常被用作时钟。时钟中的缺陷，称为定时噪声，有可能降低其重要性，甚至阻碍例如寻找随机引力波（GW）背景的尝试。自2014年以来，利用Parkes射电望远镜观测了129颗中年恒星（特征年龄在100万年左右）的时间噪声。我们研究了四种不同的定时噪声指标，但仍不清楚哪一种（如果有的话）提供了最佳的确定。尽管如此，很明显，这些微扰星的定时噪声比它们年轻的同行要小得多，但比（老得多的）毫秒微扰星（MSP）要大得多。与以前的作者一样，我们发现定时噪声和脉冲星自旋下降率，$\dotν$之间有很强的相关性。然而，对于一个给定的$\dotν$，定时噪声的强度大约有30倍的扩展，这可能表明恒星内部的核条件在物体之间是不同的。我们简要地评论GW检测脉冲星定时阵列的定时噪声水平可能小于预测的影响。
2019-06-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Parkes pulsar timing array second data release: Timing analysis
脉冲星定时阵列实验的主要目标是探测相关信号，如纳赫兹频率的引力波。在密集的监测活动中收集的脉冲星计时数据也可以用来研究恒星本身，它们的双星，以及介入的电离星际介质。定时观测对脉冲星和地球之间路径长度的变化非常敏感，可以精确测量脉冲星的位置，距离和速度以及它们的轨道形状。在这里，我们提出了一个时间跨度长达24年的25个观测到的Parkes脉冲星定时阵列（PPTA）项目的一部分的脉冲星的时序分析。这些数据来自PPTA的第二次数据发布，我们通过包括遗留数据对其进行了扩展。我们在四个南方天文台（PSR J1017 $-$ 7156，J1125 $-$ 6014，J1545 $-$ 4550和J1732 $-$ 5049）中首次检测到夏皮罗延迟，并在六个天文台中首次检测到视差。PSR J1125 $-$ 6014的夏皮罗延迟意味着中子星质量为$M_p = 1.5 \pm 0.2 M_\odot$（68%可信区间）。在PSR J1600 $-$ 3053中对夏皮罗延迟和相对论性近星点推进的测量产生了一个大的但不确定的脉冲星质量，为$M_p = 2.06^{+0.44}_{-0.41}$ M $_\odot$（68%可信区间）。我们测量PSR J1909 $-$ 3744的距离，精度为10 lyr，这表明在十年以上的引力波周期中，脉冲星为脉冲星定时阵列实验提供了相干基线。
2021-07-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Pulsar Observations at Low Frequencies: Applications to Pulsar Timing and Solar Wind Models
目前正在努力使用高精度的卫星计时，以探测低频引力波。这种技术的一个限制是等离子体沿着脉冲星视线的分散所产生的定时噪声，包括太阳风。太阳风的影响随时间而变化，受不同时间尺度上太阳活动变化的影响，一个太阳周期可达$\sim 11$年。太阳风的贡献很大程度上取决于脉冲星视线和太阳盘之间的角度，并且在小的分离处是一个主导效应。虽然太阳风模型，以减轻这些影响确实存在，他们没有考虑到所有的影响，太阳风及其时间变化。由于低频脉冲星观测对这些色散延迟最敏感，因此它们最适合于测试这些模型的有效性并确定替代方法。在这里，我们调查的有效性，一些太阳风模型常用的脉冲星定时使用长期的，高节奏的数据，6个脉冲星与长波长阵列，并将它们与操作太阳风模型。我们的研究结果表明，固定模型的太阳风校正不足以实现脉冲星定时实验所需的定时噪声，我们需要使用非平稳模型，这是由其他太阳风观测，以获得准确的定时残差。
2022-02-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
A possible link among pulsar timing noise intermittency and hidden ultra-compact binaries
自1980年以来，人们对脉冲星定时噪声中1-10年的准周期特征一直没有很好的理解。最近发现的脉冲波形的变化与定时噪声之间的相关性促使我们进一步研究其起源。我们认为，准周期性特征的定时噪声，快速振荡躺在较低的频率结构，来自一个看不见的双星系统的大地岁差，它诱导的脉冲星自旋轴的附加运动。观测者视线与发射光束相交的方位角和纬度的变化分别导致定时噪声和脉冲轮廓的变化。首次对时间噪声和脉冲轮廓变化进行了数值模拟，得到了这些双星的轨道周期为1-35分钟。考虑到轨道周期为5.4分钟的超紧凑双白矮星HM Cancri的存在，脉冲星双矮星的这种轨道周期并不奇怪。脉冲星磁矩的纬度变化超出了脉冲星的辐射范围，导致了双折射现象，解释了PSR B1931+24的行为。因此，它不仅提供了某些"奇异”双星表现出的准周期性特征（如定时噪声、脉冲轮廓变化和不稳定性）的机制，而且为寻找超紧凑双星，可能是脉冲星-黑洞双星系统提供了一种新的途径。
2013-02-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Timing Observations of 27 Pulsars at the Pushchino Observatory from 1978 to 2012
我们提出的结果，从1978年7月和2012年2月之间的33.5年在Pushchino天文台的27颗恒星的定时观测。我们还分析了喷气推进实验室的档案数据的10个卫星扩展到43.5年的个人数据跨度。我们在两颗脉冲星B 0823 +26和B1929+10的计时行为中发现了一个新的现象，表明脉冲星旋转参数的快速变化使得二阶导数$\ddotν$的符号被反转。对$\ddotν$变化的分析表明，该过程可被视为$\ddotν$中的调制过程。我们发现，脉冲星旋转参数的快速变化的过程代表了一种新类型的旋转不规则性，连同其他三种类型的旋转不规则性（离散毛刺，慢毛刺和准周期振荡），形成一个大尺度结构的定时噪声。这些效应都是大多数普通光子晶体的时间行为偏离简单的$ν,\,\dotν$自旋下降模型的原因。我们发现，所有四种类型的观察到的旋转不规则性的演变性质。脉冲星自转速率的不规则性经历了三个演化阶段，表明某种类型的自转不规则性只可能发生在脉冲星自转演化的某一阶段。不同进化阶段之间的年龄界限是模糊和扩散的。这是因为具有相似性质的不同分子沿着不同的路径演化。旋转不规则性发生的演化情景很好地解释了许多观测到的脉冲星旋转特性。
2013-09-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Timing of pulsars found in a deep Parkes multibeam survey
我们利用帕克斯20厘米多波束系统沿北银道面（$50^{\circ} < l < 60^{\circ}$和$|b| \lapp 2^{\circ}$）进行了一次灵敏的射电脉冲星巡天。我们在两个独立的时期观察每个位置70分钟。迄今为止，我们的分析已经发现了32个卫星，其中17个以前未知。在这里，我们总结了观测和分析，并提出了11颗双星的定时观测和另外6颗双星的发现参数。我们还提出了一个166毫秒爆发脉冲星，PSR~J1938+2213，以前发现在阿雷西博漂移扫描调查的时间解决方案。观测数据表明，该脉冲星的辐射可以用一个稳定的脉冲分量和一个典型的20- 25个脉冲周期的爆发辐射叠加来描述。其他新发现的是年轻的80.1-ms脉冲星PSR~J1935+2025，它在其定时残差中显示出大量未建模的低频噪声，以及4.2-ms脉冲星PSR~J1935+1726，它是一个低质量双星系统，具有90.7天的圆轨道。
2013-06-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
No Pulsar Timing Noise from Brownian Motion of the Sun
本文反驳了小行星扰动太阳运动可解释脉冲星计时阵列引力波背景的论点，指出该机制会产生可被探测并排除的偶极信号。
2024-09-21 astro-ph.EP astro-ph.SR gr-qc
Pulsar Timing Noise from Brownian Motion of the Sun
研究指出太阳受未建模主带小行星随机引力作用及大行星质量估计误差影响而产生布朗运动，可形成最高达PTA纳赫兹信号20%的脉冲星计时噪声，需改进小行星建模。
2024-06-05 astro-ph.EP astro-ph.SR gr-qc
