Shapiro Delays at the Quadrupole Order for Tests of the No-Hair Theorem Using Pulsars around Spinning Black Holes
检验无毛定理的一个途径是通过对一颗靠近黑洞的脉冲星进行计时,并拟合脉冲到达时间的四极效应。如果测量到偏离克尔四极的情况,那么无毛定理就失效了。为此,我们推导出一个表达式的光的旅行时间延迟的脉冲星轨道所描述的黑洞时空的Butterdum-Ipser度规,它有一个任意的自旋和四极矩。我们考虑的条款,四极为了在黑洞度规和推导出的时间延迟表达式在一个封闭的解析形式。这允许快速计算,这对于拟合天体物理学黑洞附近轨道的双星的到达时间观测是有用的。
2015-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Using pulsars to define space-time coordinates
完全相对论坐标已经被提议用于(相对论地)运行“GPS”系统。这些坐标是由四个“卫星”(时钟)发出的光信号的到达时间。将四个受控时钟发出的信号替换为四个卫星发出的信号,定义了一个精度较低但在整个太阳系都有效的坐标系。我们在这里精确地定义了这个新的坐标系,通过选择四个特定的事件和一个特定的事件作为坐标的原点。
2009-05-26 gr-qc
Lense-Thirring frame dragging induced by a fast-rotating white dwarf in a binary pulsar system
短周期偏心双星轨道上的射电双星可以用来研究引力动力学和双星演化。包含PSR J1141 $-$ 6545的双星系统包括一个大质量的白矮星(WD)伴星,它在引力束缚的年轻射电脉冲星之前形成。我们观察到这个脉冲星的轨道倾角的时间演变,我们推断是由牛顿四极矩和Lense-Thirring进动的快速旋转的WD导致的轨道的组合所造成的。Lense-Thirring进动是相对论性坐标系拖曳的一种效应,是广义相对论的一个预言。这一探测结果与WD从脉冲星祖先吸积物质的进化情景相一致,WD的旋转周期为$< 200$秒。
2020-01-30 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Testing Einstein's weak equivalence principle with a 0.4-nanosecond giant pulse of the Crab pulsar
爱因斯坦的弱等效原理(EEP)可以通过不同频率光子之间的到达时间延迟来检验。假设到达时间延迟是完全由银河系的引力势引起的,我们表明,一个“纳米射击”的巨型脉冲与能量之间的时间延迟校正所有已知的影响,例如$Δt<0.4~\rm{ns}$,从蟹状星云脉冲星提出了一个新的上限从EEP的偏差,即$Δγ< (0.6-1.8)\times 10^{-15}$。这一结果提供了迄今为止最严格的限制EEP,提高了至少2至3个数量级,从以前的结果的基础上快速射电暴。
2016-12-05 astro-ph.HE gr-qc
Overlap reduction functions for pulsar timing arrays and astrometry
提出一种高效计算引力波在脉冲星计时和遥远源角偏转中引起的角两点相关函数的技术,涵盖自旋2和自旋1模式,并提供实现代码。
2024-09-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detection of Gravitational Waves through Observations of a Group of Pulsars
本文提出了一种利用毫秒双星观测探测引力波的新方法。与通常的方法相比,基于通过排除可能的失真因素来提高脉冲到达时间的精度,我们的方法假设即使在最精确的观测数据中也不可避免地存在的加性相位噪声具有各种谱分量,这些谱分量具有特征幅度并且开始出现在不同的时间尺度上。我们使用“卡特彼勒”(奇异谱分析,SSA)的方法来分解信号到它的组件。我们的初始数据是六毫秒脉冲到达时间的残差。我们构造了角关联函数的组件的分解一个给定的数字,其理论形式的情况下,各向同性和均匀的引力波背景是已知的。单个分解组分显示与理论预期(相关系数$ρ=0.92\pm 0.10$)具有统计学显著性一致性。
2010-12-30 astro-ph.IM gr-qc
Binary system delays and timing noise in searches for gravitational waves from known pulsars
大多数快毫秒双星都是双星系统,因此它们发出的任何周期性信号都会受到多普勒效应和相对论效应的调制。在这里,我们将展示如何建立良好的二元模型可以用来考虑这些影响,在搜索引力波从已知的双星系统内的恒星。影响某些脉冲星信号的一个单独的问题是定时噪声,我们展示了如何,特别是参考蟹状星云脉冲星,可以通过使用定期更新的定时星历进行补偿。
2007-06-27 astro-ph gr-qc
Modified gravity and binary pulsars: the Lorentz violating case
双星的动力学可以用来测试引力的不同方面。这一点对于在其他方法无法探索的范围内限制广义相对论的替代方案尤为重要。在这篇简短的文章中,我将描述没有洛伦兹不变性的引力理论的情况。后者在量子引力的背景下是重要的,并且基本上在所有尺度上修改了引力定律。
2016-01-18 gr-qc
Small-eccentricity binary pulsars and relativistic gravity
小偏心率双星与白矮星的同伴提供了良好的测试实验室的各种影响预测的替代理论的重力,特别是测试的发射引力偶极子辐射和存在的引力斯塔克效应。我们将对这些影响提出新的限制。这里提出的统计分析,第一次,适当地照顾选择效果。
2000-02-07 gr-qc
The Relativistic Binary Pulsar B1913+16
我们描述了我们的观测脉冲双星B1913+16的相对论分析的结果,直到2001年8月的最新测量。
2002-11-11 astro-ph gr-qc
Axion resonances in binary pulsar systems
我们研究了超轻轴子的振荡背景和二进制开普勒系统之间的共振在多大程度上可以影响后者的运动。这些共振导致扰动的瞬时时间的到来,并长期变化的周期的二进制。虽然最近已经探索了精确共振处的长期变化,但瞬时效应一直被忽视。在本文中,我们研究后者使用N体模拟,包括外部振荡迫使诱导的轴子背景。虽然长期的影响被限制在一个狭窄的宽度附近的共振,瞬时的变化,虽然最强的接近共振,是显而易见的广泛的配置。我们计算的信噪比(SNR)作为半长轴的函数,通过R\{o} mer延迟的轴子振荡的检测。后者可以从二进制雷达的到达时间中提取。信噪比广泛增加与长期的预期协议的增加二进制偏心率。然而,我们发现它与最低阶共振附近的标度α ^{5/2}有显著不同。未来的观测可以探测这些效应远离共振,因此,限制了更广泛的轴子质量范围,前提是在银河系中心区域附近发现脉冲双星系统,并且时间或到达测量精度达到< 10 ns
2020-03-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Testing of Metric-Field Equations of Gravitation by Binary Pulsar
检验的引力方程,提出的作者之一,较早,被认为是一个双脉冲星。结果表明,由该方程导出的系统引力辐射公式与现有的观测数据并不矛盾。
2002-09-22 astro-ph gr-qc
Test of Weak Equivalence Principle with the multi-band timing of the Crab Pulsar
弱等效原理(weak equivalent principle,WEP)可以通过参数化的后牛顿参数$γ$来检验,该参数表示单位静止质量产生的空间曲率。参数$γ$又通过比较源自遥远瞬变事件的光子的到达时间来约束,例如伽马射线爆发、快速无线电爆发以及巨脉冲星。这些测量通常对应于具有非常有限的能量带和信噪比(S/N)的单个突发事件。在这封信中,蟹状星云脉冲星的脉冲到达时间在不同的能量带之间的差异是由相应的脉冲轮廓之间的相位差得到的。这使我们能够分别比较无线电和光学,无线电和X射线,无线电和伽马射线之间最大能带差异的脉冲到达时间。由于脉冲轮廓是通过对数千个单独脉冲进行相位折叠而生成的,因此两个能带之间的时间差异实际上是从每个能带处的数千个事件中测量的,这对应于高得多的S/N。由这种广泛观察和良好建模的源设置的$γ$差异的上限如下:能量差为$E_{γ-ray}/E_{radio}\sim10^{13}$的$γ_{radio}-γ_{γ-ray}<3.28\times10^{-9}$,能量差为$E_{X-ray}/E_{radio}\sim10^{9}$的$γ_{radio}-γ_{X-ray}<4.01\times10^{-9}$,能量差为$E_{optical}/E_{radio}\sim10^{5}$的$γ_{radio}-γ_{optical}<2.63\times10^{-9}$,以…
2017-02-17 astro-ph.HE gr-qc
1974: the discovery of the first binary pulsar
1974年,Russell A.赫尔斯和约瑟夫·H.泰勒是第一颗脉冲双星PSR B1913+16的发现者,他为相对论引力的研究开辟了新的可能性。PSR B 1913 +16以及其他几颗双星,提供了{ \it direct}观测证据,证明引力以光速传播,并具有四极结构。双星系统还提供了相对论引力强场区的精确测试。广义相对论成功地通过了所有的脉冲双星测试。双星的发现也对天体物理学产生了非常重要的影响:准确测量中子星质量,提高对双星共同演化的可能演化情景的理解,证明存在发射引力波数亿年的双星中子星,然后在辐射强烈引力波信号的灾难事件中合并,也可能导致电磁辐射和中微子的大量发射。本文回顾了第一颗脉冲双星的发现历史,描述了它对相对论引力理论和实验研究的直接影响和长期影响。
2015-02-17 gr-qc physics.hist-ph
The Parkes Pulsar Timing Array Project: Second data release
我们描述了来自帕克斯脉冲星定时阵列(PPTA)的14年的公共数据,PPTA是一个正在进行的项目,该项目使用64米帕克斯射电望远镜在三个观测波段以大约三周的节奏对26毫秒脉冲星的脉冲到达时间进行精确测量。全面介绍了自2004年以来望远镜使用的脉冲星观测系统,包括校准方法和系统组件稳定性分析。我们试图提供完整的会计从原始测量斯托克斯参数的脉冲到达时间的减少,以帮助第三方再现我们的结果。这种转换被封装在一个处理管道中,该管道被设计用于跟踪出处。我们的数据产品包括每个脉冲星的脉冲到达时间,以及一组初始脉冲星参数和噪声模型。还提供校准脉冲曲线和定时模板曲线。这些数据代表了跨越14年的近21,000小时的记录数据。在考虑了引起时间相关噪声的过程之后,其中22个天线在至少一个无线电频带中具有< 1 $μ$ s的加权均方根定时残差。这些数据应该允许最终用户快速进行自己的引力波分析(例如),而不必理解脉冲星偏振校准的复杂性,也不必掌握分析原始数据文件时所需的射频干扰缓解。
2020-03-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Phenomenological constraints on accretion of non-annihilating dark matter on the PSR B1257+12 pulsar from orbital dynamics of its planets
本文分析计算了脉冲星质量变化率\dot M/M对试验粒子伴随脉冲到达时间变化Δτ及其轨道动力学的影响。我们将我们的研究结果应用到行星系统的PSR B1257+12脉冲星,位于银河系在600 pc从我们,现象学约束一个假定的吸积非湮灭暗物质的主机中子星。(节录)
2010-11-21 astro-ph.SR gr-qc hep-ph
Retardation of Gravity in Binary Pulsars
本文研究了双星中的引力延迟效应。它在脉冲星计时公式中表现为对Shapiro效应的周期性的超时滞。对于具有近扁绕轨道和较大的投影半长轴与轨道周期之比的脉冲星双星,引力效应的延迟可以足够大,从而可以进行观测。如果人们成功地测量了引力的延迟,它将为广义相对论提供进一步的实验证据。
2002-10-23 astro-ph gr-qc
Effects of Pulsar Rotation on Timing Measurements of the Double Pulsar System J0737-3039
我们研究了脉冲星自转对双星计时的影响,特别强调了双脉冲星系统J 0737 -3039。脉冲星轨道运动引起的特殊相对论性像差改变了脉冲星辐射方向相对于自旋轴的经度和余纬度。前者引起脉冲质心的到达时间的偏移(这是常规的“径向”畸变延迟),后者导致轨道时间尺度上的脉冲轮廓的失真(收缩或扩张)。脉冲畸变的幅度与脉冲两端偏振位置角的变化成反比。对于脉冲星磁轴和自旋轴之间的小角度,如从偏振观测中推断的PSR J 0737 - 3039 A,脉冲失真是显著的(\sim 1%),并且相关的“纬向”像差延迟远大于纵向像差延迟。通过监测作为脉冲星轨道相位的函数的单独脉冲分量的到达时间,可以容易地用当前定时精度测量纬向像差延迟,从而约束系统的自旋几何。纬度延迟也可以通过监测系统在大地岁差时标上的轨道参数来检测。由于PSR J 0737 -3039系统的轨道方向接近边缘,脉冲星A的无线电波束在其上合点附近的广义相对论弯曲也引入了与像差延迟相似数量级的自旋相关时间延迟。此外,光弯曲将脉冲轮廓分成两个可变分量,对应于源的两个引力透镜图像。透镜效应的检测是具有挑战性的,但可能是可能的与现有技术。
2006-02-21 astro-ph gr-qc
Pulsar Timing Sensitivity to Very-Low-Frequency Gravitational Waves
在纳赫兹频率下,引力波(GW)会引起脉冲星信号到达时间的变化,而脉冲星信号的到达时间可以通过精确的定时观测来测量。在这里,我们计算甚低频GW的灵敏度约束的仪器,传播和其他噪音从根本上限制脉冲星定时观测。达到预期的GW信号强度将需要估计和消除由典型的星际等离子体湍流引起的到达时间波动的$\simeq$ 99%,并将白均方根定时噪声减少到$\sim$ 100纳秒或更少。单脉冲星信噪比(SNR)= 1的灵敏度则受到$h_{rms} \sim$ 2 $\times 10^{-16}$的最佳现行地面时间标准的限制[f/(1周期/年)] $^{-1/2}$,用于$f < 3 \times 10^{-8}$ Hz,其中f是傅立叶频率,假设带宽为1周期/(10年)。这个灵敏度包络可能是乐观的,因为它假设可以忽略不计的内在脉冲星旋转噪声,从时间标准到天文台的完美时间传递,以及稳定的脉冲轮廓。尽管如此,它可以与预测的信号水平的宽带天体物理GW背景的超大质量黑洞二进制。这种背景仅在低于约1周/(10年)的频率下可与计时噪声相比,这表明可靠的探测将需要通过脉冲星阵列信号处理大大提高信噪比。
2011-01-19 astro-ph.IM gr-qc
A New Search Technique for Short Orbital Period Binary Pulsars
我们描述了一种新的和有效的技术,我们称之为边带或相位调制搜索,它允许一个检测短周期的观测比轨道周期长的双星。脉冲星的轨道运动在长时间的观测有效地调制脉冲星信号的相位,导致边带出现在脉冲星自旋频率及其傅里叶变换的谐波周围。对于大多数射电双星或低质量X射线双星(LMXB),存在大量的边带,允许使用原始功率谱的短部分的傅里叶变换进行有效的搜索。分析边带的复振幅和复相位可以为求解开普勒轨道参数提供足够的信息。这种技术特别适用于在球状星团中搜索射电脉冲星,以及搜索来自LMXB的相干X射线脉动,并且是对更标准的"加速“搜索的补充。
2002-10-01 astro-ph gr-qc
Matter-Sector Lorentz Violation in Binary Pulsars
在强引力系统中,引力耦合物质扇区中局部洛伦兹不变性的破坏还有待于寻找。我们提出的影响,物质部门洛伦兹违反脉冲星系统的轨道摄动,并表明脉冲星数据的分析可以提供这些影响的灵敏度,超过了目前的太阳系和实验室测试的几个数量级。
2015-10-13 gr-qc hep-ph
A post-Keplerian parameter to test gravito-magnetic effects in binary pulsar systems
我们研究了脉冲星计时,重点是双星系统的引力场引起的时间延迟。特别是,我们研究的重磁修正夏皮罗时间延迟的开普勒和后开普勒参数,我们引入了一个新的后开普勒参数,这是有关的恒星的内禀角动量。此外,我们评估了迄今为止已知的脉冲双星系统的这些影响的大小。预期的规模确实很小,但影响本身很重要。
2005-10-28 astro-ph gr-qc
Millisecond and Binary Pulsars as Nature's Frequency Standards. III. Fourier Analysis and Spectral Sensitivity of Timing Observations to Low-Frequency Noise
本文讨论了孤立星和双星对低频(色)噪声的光谱敏感性。本文是分析脉冲星计时观测中的低频噪声及其对计时模型观测拟合参数影响的系列论文的第三篇。
2004-08-19 astro-ph gr-qc physics.data-an
Improved binary pulsar constraints on the parameterized post-Einsteinian framework
参数化的后爱因斯坦形式主义被发展来寻找广义相对论与引力波的一般偏差。在这里,我们提出了这个框架的约束条件,使用贝叶斯分析的一组二进制脉冲星观测。特别是,我们使用测量的开普勒和后开普勒参数的六个不同的二进制脉冲星系统,和马尔可夫链蒙特卡罗探测计算后验的参数化后爱因斯坦参数,并获得强大的约束。我们发现1-2个数量级的改进时,结合所有六个观测的约束强度,相对于可以实现时,只使用双二进制脉冲星。我们还发现,约束与二进制的组件质量的协方差是强大的。在这里导出的参数化后爱因斯坦框架上的界限可以用作将来用引力波观测对广义相对论进行贝叶斯检验的先验。
2020-05-07 astro-ph.CO gr-qc
Effects of Gravitational Lensing and Companion Motion on the Binary Pulsar Timing
在具有高度倾斜轨道的脉冲双星系统中,Shapiro时间延迟的测量可以受到两种因素的影响:一是由于光子穿过双星所需的有限时间,脉冲星的伴星的运动;二是如果轨道相对于视线足够近,引力光弯曲。在这里,我们计算的延迟由于同伴的运动对各种时间延迟的脉冲星双星,包括Shaipro延迟,几何透镜延迟,和透镜引起的延迟与脉冲星旋转的影响。我们的结果可以应用到这样的系统高度倾斜,近的合作伙伴的脉冲星辐射的引力透镜变得重要(最近发现的双脉冲星系统J 0737 -3039可能会取代这样的系统)。对于首阶,延迟的作用是使所有延迟曲线在轨道会合点附近向后移动,而不影响曲线的形状和幅度。时移的数量级是光子轨道交叉时间,范围从一秒到几分钟的观测脉冲双星系统。在双脉冲星系统J 0737 -3039中,伴星的运动也可能影响最近相关星际闪烁测量的解释。最后,我们表明,透镜设置上限的幅度的帧拖曳时间延迟所造成的同伴的自旋,并使这种延迟在恒星质量的脉冲星系统中不可观测。
2006-02-21 astro-ph gr-qc
Tensor-scalar gravity and binary-pulsar experiments
最近在引力的张量-标量理论中发现的一些非微扰强场效应被解释为铁磁性的标量模拟:“自发标量化”。在强引力场的条件下,这种现象导致了与广义相对论的非常显著的偏差,特别是脉冲双星实验。与太阳系实验相反,当弱场标量耦合趋于零时,这些偏差不一定消失。我们计算标量的“形状因子“测量这些偏差,特别是一个参数进入脉冲星定时可观测的伽马通过标量场引起的变化的脉冲星的惯性矩。张量-标量理论和双星脉冲星实验之间的对抗的探索性研究表明,非微扰标量场效应已经非常严格地限制在三个双星脉冲星系统的已公布的数据。我们对比脉冲星实验的探测能力与太阳系的绘制区域,他们排除在一个通用的二维平面的张量-标量理论。
1996-02-27 astro-ph gr-qc hep-th
Horndeski gravity without screening in binary pulsars
我们在强场区的双星系统中检验了没有Vainshtein机制的Horndeski引力的子类。我们发现,通过引力辐射的能量损失率由这些理论预测,并比较我们的结果与观测数据从准圆双星PSR J1738+0333,PSR J 0737 -3039,PSR J1012+5307。此外,我们考虑了一些特殊的情况:混合度规-Palatini f(R)-引力和大质量Brans-Dicke理论。
2018-11-13 astro-ph.HE gr-qc
Testing braneworlds with the binary pulsar
本文在五维膜世界框架下计算了脉冲双星的重力波发射。我们只考虑具有一个紧致额外维的时空。我们表明,存在额外的自由度,特别是“重力标量”导致修改爱因斯坦的四极公式。我们计算了脉冲双星PSR 1913+16的感应变化,其中它约为20%,这是迄今为止被排除在现有的实验数据。
2004-04-30 astro-ph gr-qc hep-th
Measuring the Neutron-Star Moment of Inertia using Nonlinear Orbital Variations from Lense-Thirring Precession
West Virginia University(西弗吉尼亚大学)
研究通过二元射电脉冲星非线性轨道变化探测Lense-Thirring进动,为约束脉冲星转动惯量提供新方法。
2026-11-03 astro-ph.HE gr-qc
RELATIVISTIC EFFECT OF GRAVITATIONAL DEFLECTION OF LIGHT IN BINARY PULSARS
本文提出了一个改进的双脉冲星计时公式,它考虑了脉冲星伴星引力场中光的相对论偏转,并讨论了这种效应的可测量性及其方差估计。脉冲星的光束轨迹在其伴星引力场中的偏转导致脉冲星旋转相位的变化。这种变化表现为在脉冲星与伴星的上合时刻附近,拟合后的脉冲星计时残差幅度的狭窄急剧增长。与相对论夏皮罗效应相反,脉冲星射电束的引力偏转效应的振幅有两个符号相反的峰值,当脉冲星轨道倾角$i$接近90 $^{\circ}$时,这两个峰值变得更尖锐。这种效应影响了具有近扁绕轨道的双星中相对论性Shapiro效应参数的估计。它的列入拟合程序提供了更仔细的测量正弦的轨道倾角$i$以及质量的脉冲星$m_p$和它的同伴$m_c$。这允许在强场制度的替代理论的重力改进测试。此外,这种效果的测量允许在空间中的脉冲星旋转轴的位置上的独立的几何约束。本文用数值方法研究了具有近扁绕轨道的双星系统中光的引力偏转效应。结果表明,一般只有当$\cos i\leq 0.003.$时才能观察到这种效应。当脉冲星的自旋轴接近视线时,这种估计变得不那么严格。
1995-05-15 astro-ph gr-qc
Probing Massive Scalar/Vector Fields with Binary Pulsars
广义相对论的精确检验可以通过观测双星来进行。有质量场的理论可以解释从暗能量到强CP问题的各种现象。现有的脉冲星双星,如白矮星-脉冲星双星J1738+0333,已经被用来对标量偶极辐射施加严格的限制,射电望远镜可能在未来探测到绕黑洞运行的脉冲星。在本文中,我们研究的能力,脉冲双星探测理论,涉及大量的标量和矢量场,通过测量的轨道衰变率。在一个通用的框架下,我们描述了由于(a)GR四极辐射的修改和(b)大质量场的偶极辐射对轨道衰变率的修正。然后我们考虑三个具体的例子:(i)有质量的布兰-迪克理论,(ii)有轴子的广义相对论,(iii)有束缚暗物质和暗力的广义相对论。最后,我们将J1738的直接观测和黑洞-脉冲星双星的模拟应用于场质量和耦合常数等束缚理论参数。我们发现新的约束暗物质与PSR J1738的相互作用,和一个黑洞脉冲星的发现可能会进一步改善这些。这样的边界是对未来引力波边界的补充。关于其他理论,我们发现类似的限制,以前的脉冲星测量大规模的Brans-Dicke理论和轴子。这些结果表明,新的脉冲双星将继续允许更严格的重力测试。
2020-10-02 astro-ph.HE gr-qc
Binary-pulsar tests of strong-field gravity
这个演讲是基于我自1991年以来与Thibault Damour合作的工作。统一理论,像超弦一样,预言了引力子标量伙伴的存在。这种引力理论在弱场条件下(太阳系实验)可以非常接近广义相对论,但在强场条件下(靠近致密体,如中子星)可能会严重偏离广义相对论。因此,二进制数是测试这些理论的最佳工具。本演讲介绍了四个主要的双星脉冲星实验,并讨论了它们对一类张量-标量理论的约束。结果表明,它们排除了太阳系中某些与广义相对论严格不可区分的模型。这说明了双星脉冲星和太阳系相对论引力测试之间的质的差异。
1996-12-16 astro-ph gr-qc
Tests of strong-field gravity and gravitational radiation damping in binary-pulsar systems
本次演讲回顾了双星脉冲星数据对引力理论的限制,特别是对“标量张量”理论的限制,这是广义相对论最自然的替代品。由于中子星有很强的引力结合能,脉冲双星实验与太阳系实验有质的不同:它们有能力探测在弱引力场条件下与广义相对论无法区分的模型。除了在B1913+16和B1534+12两个最精确的脉冲星双星实验中,我们还给出了几个中子星-白矮星双星的各种广义相对论的“零”检验结果,特别是引力辐射阻尼的检验结果。[The这篇很短的论文的主要兴趣是它的图,它也考虑到了“强等效原理”测试。
2000-11-30 astro-ph gr-qc
Relativistic spin-precession in binary pulsars
1974年,在发现一颗脉冲星及其伴星之后,人们立即预测了双星系统中的测地岁差,此后,相对论性自旋岁差的影响在所有岁差率预计足够高的双星系统中都被探测到。此外,第一个定量测试导致的唯一可用的限制自旋轨道耦合的强自引力体的广义相对论(GR)和替代理论的重力。本文的结果与GR的预言一致,证明了自旋体的擦除原理。除了检验引力理论之外,相对论性自旋进动也成为对脉冲星发射光束进行光束层析成像的有用工具,可以推断未知的光束结构,并探测大质量恒星核心坍缩的物理学。
2010-08-30 astro-ph.GA gr-qc
Testing Lorentz violation with binary pulsars: constraints on standard model extension
在标准模型扩展(SME)框架下,对PSR J 0737 -3039、PSR B1534+12、PSR J1756-2251、PSR B1913+16和PSR B2127+ 11 C五个二元模型进行了洛伦兹不变性检验。通过分析近星点的推进,我们得到了对定时观测敏感的SME参数无量纲组合的约束条件。结果表明,在$10^{-10}$水平上没有证据表明洛伦兹不变性的破坏,比以前的估计大一个数量级。
2012-08-03 astro-ph.HE gr-qc
Constraints on fourth order gravity from binary pulsar and gravitational waves
我们先前已经提出了一个四阶引力模型作为一个可能的解释晚时间宇宙加速,并为扁平的星系旋转曲线。该模型有一个自由长度参数,其值取决于所研究系统的尺度(例如整个宇宙,星系或紧凑的脉冲双星)。在目前的工作中,我们调查的自由模型参数施加的限制Hulse-Taylor二进制脉冲星数据:近星点的进步和发射的引力波和随之而来的周期衰减。结果表明,该模型与这些意见是一致的,提供的长度参数是有界的。
2017-05-25 astro-ph.HE gr-qc
Exploiting Orbital Constraints from Optical Data to Detect Binary Gamma-ray Pulsars
很难通过它们的伽马射线发射来发现双星,因为目前的仪器通常每百万次旋转检测不到一个光子。这为孤立的搜索器带来了巨大的计算挑战,其中典型的参数搜索空间在四维中跨越很宽的范围。当脉冲星处于双星系统中时,要求甚至更高,其中轨道运动引入了几个额外的未知参数。在Pletsch & Clark(arXiv:1408.6962)早期工作的基础上,我们提出了这种搜索的最佳方法。这些也可以结合外部约束的参数空间进行搜索,例如,从光学观测的一个假定的二进制伴侣。解决办法有两部分。首先是通过参数空间度量在参数空间中构建最优搜索网格,用于初始半相干搜索和随后的完全相干后续搜索。第二种是解调和检测周期性脉动的方法。这些方法与传统的无线电搜索双星具有不同的灵敏度特性,可能会发现新的双星种群。
2020-10-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Binary pulsars as dark-matter probes
在脉冲双星围绕银河系中心运动的过程中,脉冲星和它的伴星会经历一股暗物质粒子风,这种粒子风会通过动力学摩擦影响轨道运动。我们表明,这种效应产生了一个特征的季节性调制的轨道,并导致长期的轨道周期的变化,其幅度可以很好地在各种双星脉冲星观测的惊人精度。我们的分析对轨道周期大于一天的双星系统是有效的。通过将这种效应与脉冲星定时测量结果进行比较,就有可能推导出与模型无关的距离银河系中心不同距离$D$处暗物质密度的上限。例如,J1713+0747的精确定时在$D\approx7\,{\rm kpc}$处强加$ρ_{\rm DM}\lesssim 10^5\,{\rm GeV/cm}^3$。在$D\lesssim 10\,{\rm pc}$探测到一颗脉冲双星,可以对暗物质晕轮廓和中心黑洞的生长模型提供严格的约束。平方公里阵列可以将电流边界提高2个数量级,潜在地将暗物质的局部密度限制到前所未有的水平。
2015-12-29 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Binary Pulsars as probes for Spin-2 Ultralight Dark Matter
双星可以成为超轻暗物质的优秀探测器。我们考虑的情况下,后者是由一个自旋2场。暗物质场的相干振荡扰动了双星系统的动力学,导致与双星系统共振的质量的长期效应。对于范围$10^{-23}$电子伏特$\lesssim m \lesssim 10^{-17}$电子伏特,我们表明,目前的定时数据可能会限制暗物质的普遍耦合强度,以普通物质在$α\simeq 10^{-5}$的水平。
2020-01-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
On binary pulsars and the force of gravity
本文基于Landau-Lifshitz的局部守恒方程重新分析二进制脉冲星系统,发现轨道周期变化可完全解释为曲率反作用过程,并指出广义相对论和天文观测排除了引力辐射的存在。
2026-05-19 astro-ph gr-qc hep-ph
Strong Binary Pulsar Constraints on Lorentz Violation in Gravity
双星系统是检验爱因斯坦广义相对论基石的绝佳实验室。其中之一是洛伦兹对称性,它指出物理现象对所有惯性运动的观察者来说都是一样的。我们研究了Lorentz对称性破坏对双星轨道演化的影响,发现由于偶极辐射的发射,它导致了双星轨道周期的快速衰减。在最近的观测中没有这种行为,这使我们能够对引力中的洛伦兹破坏施加最严格的约束,从而比以前的任何引力观测都更准确地验证爱因斯坦理论的基石之一。
2014-04-30 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Binary Pulsar Constraints on the Parameterized post-Einsteinian Framework
我们约束参数化后爱因斯坦框架与双星脉冲星观测轨道周期衰减由于引力波发射。该框架提出通过后爱因斯坦参数来增强引力波形模板的振幅和相位,以搜索引力波数据中与广义相对论的一般偏差。这种增强介于广义相对论和其他理论预测之间,但它们的大小必须满足当前所有的实验和观察。目前最能限制参数化后爱因斯坦框架的数据是双星的轨道周期衰减。我们使用这样的观察放置上限的大小后爱因斯坦参数,这将是至关重要的引力波时,检测到这个框架的实施。
2010-07-12 astro-ph.HE gr-qc hep-th