The Timing Behavior of the Central Compact Object Pulsar 1E 1207.4-5209
我们对超新星遗迹PKS 1209-51/52中的中心致密天体1 E 1207.4-5209进行了20年的计时观测，以跟踪我们在其自旋下降中检测到的意外计时故障。使用1 E 1207.4-5209的新XMM-牛顿和NICER观测，我们现在发现相位星历可以很好地由两个小的毛刺或极端的定时噪声建模。频率毛刺的隐含幅度分别为在历元2010.9和2014.4处的Δ f/f =（9+/-2）E-10和Δ f/f =（3.7+/-0.7）E-10。更新的时序解决方案还排除了我们之前提出的频率导数fdot中的大故障。没有其他具有如此小的自旋下降速率（fdot = -1.2E-16 Hz/s）或表面偶极磁场强度（B_s = 9.8E 10 G）的正则脉冲星被观测到毛刺; 1 E 1207.4-5209的毛刺活动参数大于更高能量的正则脉冲星。不涉及毛刺的替代参数化可以拟合数据，但它们具有定时残差或二阶频率导数fddot，其数量级大于具有类似自旋下降参数的双稳态雷达。1 E 1207.4-5209的这些时间特性进一步激发了中心致密天体的主要理论，即超新星喷出物的回落将正常强度的初始B场埋在中子星地壳中，抑制了表面偶极场。掩埋场的缓慢重新出现可能涉及触发毛刺或过量定时噪声。
2020-07-20 astro-ph.HE
Multimessenger Approaches to Supermassive Black Hole Binary Detection and Parameter Estimation II: Optimal Strategies for a Pulsar Timing Array
脉冲星定时阵列（PTA）是银河系尺度的引力波（GW）探测器，由分布在天空中的精确定时的脉冲星组成。在十年内，PTA有望探测到近距离超大质量黑洞双星（SMBHB）发射的纳赫兹GW，从而为科学开辟GW频谱的低频端。个别SMBHB的动力活动星系核也有前途的多信使来源，他们可以通过理论预测的电磁（EM）签名和后续的PTA GW观测。在这项工作中，我们研究了检测和参数估计前景的PTA目标EM选择SMBHB。采用一个模拟的银河系毫秒脉冲星人口，我们设想三个不同的脉冲星定时运动，观察三个模拟源在不同的天空位置。我们发现，一个全天空PTA的时间最好的卫星是一个最佳和可行的方法来观察EM选择SMBHB和测量他们的源参数，以高精度（即，与常规EM测量相当或优于常规EM测量）。我们讨论了我们的研究结果的背景下，未来的PTA实验与计划的深天气阵列-2000和SMBHB的多信使研究，如著名的二进制候选人OJ 287的影响。
2023-01-17 astro-ph.HE
Multi-messenger Approaches to Supermassive Black Hole Binary Detection and Parameter Estimation: Implications for Nanohertz Gravitational Wave Searches with Pulsar Timing Arrays
脉冲星定时阵列（PTA）实验对纳赫兹频率范围内的引力波（GW）越来越敏感，其中主要的天体物理源是超大质量黑洞双星（SMBHB），预计将在星系合并后形成。这些单个SMBHB中的一些可能为活动星系核提供动力，因此可以通过电磁方式获得它们的二进制参数，这使得可以应用电磁（EM）信息来帮助在PTA数据中搜索GW信号。在这项工作中，我们调查这样一个EM知情的搜索二进制检测和参数估计的影响，通过模拟数据分析模拟PTA数据集。我们发现，通过应用EM先验，一些注入信号的贝叶斯因子具有最初的边缘或亚阈值可检测性（即，贝叶斯因子$\sim 1$）可以增加几倍到一个数量级，因此，当未通知的搜索未能找到任何信号时，EM通知的目标搜索能够找到信号的提示。此外，通过组合EM和GW数据，可以实现参数估计的整体改进，而不管源的天空位置或GW频率。我们讨论了多信使研究SMBHB与PTA的影响。
2021-10-01 astro-ph.HE
Parameter Estimation for Eccentric Supermassive Black Hole Binaries with Pulsar Timing Arrays
Université Paris Cité, CNRS, Astroparticule et Cosmologie（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，粒子与宇宙学）
该研究针对偏心超大质量黑洞双体系统，利用脉冲星计时阵列的模拟数据开展注入-恢复研究，证实高频率下可测量其组分质量，明确低频下连续引力波与随机引力波背景的相关性，并开发出兼容 GPU 的高效贝叶斯推断软件，为真实数据应用奠定基础。
2026-08-10 astro-ph.HE
Timing irregularities of PSR~J1705$-$1906
利用南山25米和帕克斯64米射电望远镜14年的观测数据对PSR J 1705 $-$ 1906进行了时间分析，结果表明该脉冲星具有明显的自行和自转不稳定性。我们更新了脉冲星的天体测量参数和自旋参数。为了尽量减少定时不规则性对测量其位置的影响，我们采用Cholesky方法来分析定时噪声。我们得到了$-$ 77（3），mas，yr $^{-1}$的赤经自行和$-$ 38（29），mas，yr $^{-1}$的赤经自行。首次分析了定时噪声的功率谱，给出了幂律模型的谱指数$α=-5.2$，表明自旋频率和自旋下降速率的涨落是红噪声的主要成分。我们从这颗自旋频率发生分数阶跃的脉冲星上探测到两个小的毛刺，分别是MJD~55199附近的$Δν/ν\sim2.9\times10^{-10}$和MJD~55953附近的$Δν/ν\sim2.7\times10^{-10}$。在不同的时间段的脉冲轮廓的调查表明，在两个毛刺周围的脉冲轮廓没有显着的变化。
2018-10-21 astro-ph.HE
Parameter estimation of a two-component neutron star model with spin wandering
从脉冲星计时数据系统地估计中子星内部的物理参数，同时将脉冲星固有的自旋漂移（消色差计时噪声）与测量噪声和色计时噪声（由于传播效应）分离，这是一个公开的挑战。在本文中，我们制定了经典的两个组成部分，地壳超流体模型的中子星内部作为一个噪声驱动的线性动力系统，并使用基于状态空间的期望最大化方法来估计系统参数使用引力波和电磁定时数据。蒙特卡罗模拟表明，我们可以准确地估计所有六个参数的两个组件模型提供的电磁测量的地壳角速度，和重力波测量的核心角速度，都是可用的。当只有电磁数据可用时，我们可以恢复整体弛豫时间尺度，整体平均自旋下降速率和地壳上白噪声扭矩的强度。然而，这两个组件上的长期扭矩和超流的白噪声扭矩的估计显着偏差。
2021-01-29 astro-ph.HE
The Orbital Parameters of the Eclipsing High-Mass X-ray Binary Pulsar IGR J16493-4348 from Pulsar Timing
IGR J 16493 -4348是一颗食超巨星高质量X射线联星（sgHMXB），其早期B型伴星的星风径向向外流动，使其吸积到致密天体上。我们提出了一个分析系统的X射线的可变性和周期性调制使用指向的意见（2.5-25千电子伏）和银河系隆起扫描（2-10千电子伏）从罗西X射线定时探测器（RXTE）正比计数器阵列（PCA），以及快速爆发警报望远镜（BAT）70个月的快照（14-195千电子伏）和瞬态监测（15-50千电子伏）的意见。PCA隆起扫描和BAT光变曲线中的轨道食廓线使用非对称和对称阶跃和斜坡函数建模。我们得到了一个改进的轨道周期测量6.7828 $\pm$ 0.0004天，从观测减去计算（O-C）分析月食中期时间来自BAT瞬态监测器和PCA扫描数据。没有发现强光电离或吸积尾流存在的证据。我们从BAT瞬态监测光变曲线的离散傅里叶变换（DFT）中将超轨道周期精确到20.067 $\pm$ 0.009天。脉冲周期为1093.1036 $\pm$ 0.0004 s，是利用跨越$\sim$ 1.4双星轨道的点PCA观测从脉冲星时序分析中测得的。我们提出的脉冲到达时间（ToAs），圆形和偏心定时模型，并计算系统的开普勒双星轨道参数。通过对施主质量和半径的约束，我们导出了超巨星伴星$f_{x}(M)$ $=$ 13.2 $^{+2.4}_{-2.5}$ $M_{\odot}$的X射线质量函…
2018-11-15 astro-ph.HE
Measuring the pulse of GRB 090618: A Simultaneous Spectral and Timing Analysis of the Prompt Emission
本文发展了一种同时研究伽马射线暴（GRB）瞬发时间和光谱的新方法，并应用它对费米时代发现的最亮GRB 090618的瞬发进行了脉冲描述。我们利用大面积（和灵敏度）的斯威夫特/BAT和费米/GBM的宽带宽的参数推导出一个完整的光谱和定时描述的单个脉冲的伽玛暴，在文献中提出的各种经验关系的基础上。我们证明，这个经验模型正确地描述了其他观察到的属性的突发一样的变化的滞后与能量和脉冲宽度与能量。测量还示出了脉冲宽度增加的指示，作为一些脉冲在低能量下的能量的函数，这自然被解释为模型参数的一些特定组合的分支。我们认为，这些模型参数，特别是在脉冲开始时的峰值能量，是自然的选择，用于与光度的相关性。这些结果的影响，使用伽玛射线暴作为标准蜡烛进行了简要说明。
2011-10-13 astro-ph.HE
Stochastic processes for pulsar timing noise: fluctuations in the internal and external torques
年轻的类星体由于两种非确定性现象而偏离了完全规则的自旋下降：脉冲毛刺和定时噪声。这两种现象本身都很有趣，可能会为中子星的超流体性质提供见解，但它们也是高精度脉冲星计时和引力波实验的障碍。我们研究了一个描述多组分中子星自旋下降的极小随机模型，该模型中内外力矩都有涨落。这种模型的功率谱密度和定时噪声强度可以用解析方法求得，并与脉冲星定时观测的结果进行了比较。特别是，功率谱密度的平坦区域的存在可以被解释为内部超流成分存在的特征。我们还得到了预期的缩放的定时噪声强度与脉冲星的旋转参数（或特征年龄）。因此，本框架提供了一个理论指导，以解释观测到的脉冲星的时间噪声的特点，无论是在单脉冲星和跨脉冲星群体。
2023-02-16 astro-ph.HE
Long-Term Timing Analysis of PSR J1741-3016: Efficient Noise Characterization Using PINT
本文应用PINT软件包中的频率学派框架，分析了PSR J1741-3016长达17.5年的TOA数据，证明该方法在保证结果可比性的同时显著降低了计算成本。
2025-03-01 astro-ph.HE
The Benefits of VLBI Astrometry to Pulsar Timing Array Searches for Gravitational Radiation
精确的天体测量是成功的脉冲星计时活动的一个组成部分。天体测量参数通常通过将它们作为定时模型的参数拟合到一系列脉冲到达时间（TOA）来获得。在几年的时间跨度内测量到微秒精度的TOA可以产生亚毫弧秒精度的位置测量。然而，如果脉冲星显示出任何红色自旋噪声，则基于时间的天体测量可能会产生偏差，这可以与随机引力波背景产生的红色噪声信号进行比较。我们研究了不同光谱类型的噪声是如何被定时模型吸收的，从而导致天体测量参数的显著估计误差。我们发现，常用的技术，在红噪声（Cholesky白化）的存在下，防止噪声吸收到定时模型非常好，如果观测的时间基线超过几年，但不足以处理较短的脉冲星数据集。脉冲星优化的甚长基线干涉测量（VLBI）不依赖于定时，能够提供精确到高精度定时所需的亚毫角秒水平的位置估计。我们计算了国际天体参考系和脉冲星时间框架之间的必要转换，并定量讨论了未来几年转换将如何改进。我们发现，将VLBI天体测量到的定时模型的恒星，只有几年的定时数据存在将导致更现实的评估红自旋噪声，并可以提高幅度的引力波签名后拟合定时残差的20倍或更多。
2013-12-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Impact of quasi-periodic and steep-spectrum timing noise on the measurement of pulsar timing parameters
针对脉冲星计时噪声现有幂律模型的不足，提出加入准周期自转减慢项、采用1/2观测跨度傅里叶基等改进方案，验证了其在极端案例中提升参数估计的效果，相关模型已集成至run_enterprise软件包。
2023-06-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
PINT: Maximum-likelihood estimation of pulsar timing noise parameters
本研究在纯Python高精度脉冲星计时框架PINT中提出全新频率派框架，可低成本实现单脉冲星噪声参数估计与模型比较，经模拟及PSR B1855+09真实数据验证有效，同时介绍了PINT的新增功能。
2024-06-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Fast Bayesian analysis of individual binaries in pulsar timing array data
在脉冲星定时阵列数据中搜索引力波是计算密集型的。数据是不均匀采样的，噪声是异方差的，需要使用时域似然函数，伴随着昂贵的矩阵运算。当搜索单个超大质量黑洞双星时，由于每个脉冲星需要额外的脉冲星距离，相位偏移和噪声模型参数，因此具有较大的参数空间，计算成本加剧。我们引入了一个新的制定的似然函数，可用于使贝叶斯分析显着更快。我们将参数分为投影参数和形状参数。然后，我们加快探索的投影参数超过四个数量级的预先计算昂贵的内积为每组形状参数。投影参数包括干扰参数，例如每个脉冲星处的引力波相位偏移。在新方案中，这些麻烦的滋扰参数有效地边缘化使用多尝试马尔可夫链蒙特卡罗抽样的一部分，内吉布斯方案的大都市。随着脉冲星计时数据集的快速增长，我们的方法提供的加速将变得越来越重要。我们的方法也使复杂的分析更容易处理，如搜索多个二进制，或二进制不可忽略的偏心率。
2022-06-20 astro-ph.HE gr-qc
Measuring clock jumps using pulsar timing
在本文中，我们研究的统计信号处理算法来衡量即时本地时钟跳从多个时钟的定时数据。我们的算法是基于贝叶斯统计的框架。为了使贝叶斯算法适用于有限的计算资源，我们致力于分析无关参数的边缘化。我们发现，广泛使用的参数脉冲星定时系统，“Efac”参数，可以分析边缘化。这将高斯似然性降低到与学生$t$分布非常相似的函数。文中还说明了我们求解极大似然估计量的迭代方法。利用云南昆明40米射电望远镜的脉冲星计时数据，验证了该方法的应用，其钟跳精度可达80 ns。这样的精确度可与目前使用卫星的商业时间传递服务相媲美。我们希望目前的方法可以帮助发展自主脉冲星时标。
2019-06-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Pulsar timing residuals due to individual non-evolving gravitational wave sources
非演化双星源引力波引起的脉冲星计时残差受脉冲星和引力波源相对位置的影响。我们将逐一全面分析不同参数的影响。定时残差的标准偏差将使用固定一组其他参数的可变参数来计算。双星源的轨道一般假定为椭圆形。详细研究了不同偏心率对脉冲星计时残差的影响。我们发现，相关参数的影响是相当不同的，其中一些呈现出一定的重叠性。
2014-04-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Robust Estimation of Scattering in Pulsar Timing Analysis
我们提出了一个强大的方法，将模型的时间可变的脉冲轮廓，由于电离星际介质的散射到轮廓域脉冲星定时分析的扩展。我们使用这种方法来同时估计时间变化的色散测量（DM）和散射，连同一个模型的脉冲轮廓，包括平滑的演变作为频率的函数，和脉冲星的定时模型。我们发现，固定的散射时间尺度时，形成到达时间的估计，已经建议在传统的脉冲星定时分析的背景下，可以显着低估的不确定性，在DM和脉冲的到达时间，导致偏差的定时参数。我们应用我们的方法使用一个新的，公开的，GPU加速的代码，无论是模拟，和观察毫秒脉冲星PSR J1643 $-$ 1224。这种脉冲星是已知的，表现出显着的散射变化相比，典型的毫秒脉冲星，我们发现，包括低频率（$< 1$ GHz）的数据，没有这些散射变化的模型，导致显着的周期性结构的DM，也偏置的天体测量参数在$4σ$水平，例如，改变自行在赤经$0.50 \pm 0.12$。如果低频观测包括显着的散射变化时，我们的结论是，有必要不只是模拟这些变化，但也要采样的参数，同时描述的变化与所有其他参数的模型，任务轮廓域脉冲星定时是非常适合的。
2017-03-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Relations between X-ray timing features and spectral parameters of Galactic black hole X-ray binaries
我们提出了一个样本的黑洞X射线二元候选者的光谱和时间参数之间的相关性的研究。数据取自GX 339-4、H 1743-322和XTE J1650-500，因为罗西X射线定时探测器（RXTE）观测到了这些源的完全爆发。在我们的研究中，我们调查了2009年底之前发生的爆发，以利用HEXTE探测器的高能覆盖范围，并选择显示某种类型的准周期振荡（C型QPO）的观测结果。的光谱参数推导出使用经验卷积模型的Comptonized组件的排放模型与光盘黑体的吸积盘的排放。考虑到额外的光谱特征，即反射分量，高能量截止，以及在6.4千电子伏的过量发射。我们的研究证实了量子点的光子指数和质心频率之间的正相关性，并揭示了上散射光子的分数和量子点频率之间的关系。我们表明，这两种相关性的行为如预期的“阔边帽”的几何形状。此外，我们发现，在爆发衰减的光子指数和QPO频率之间的相关遵循一个一般的轨道，独立于个别爆发。
2012-12-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Timing analysis for 20 millisecond pulsars in the Parkes Pulsar Timing Array
本文介绍了Parkes脉冲星定时阵列中20毫秒脉冲星的定时模型。通过使用较长的数据集和对非平稳噪声进行建模，这些模型中参数测量的精度比早期的结果有所提高。我们描述了一个新的噪声建模过程，并使用模拟数据证明其有效性。我们的方法包括增加年度分散措施（DM）的变化的定时模型的一些卫星。我们提出了第一个显着的视差测量PSRs J1024-0719，J1045-4509，J1600-3053，J1603-7202，和J1730-2304，以及一些后开普勒轨道参数的第一个显着的测量在六个双星系统中，由运动学效应引起的。改进的夏皮罗延迟测量结果大大改善了脉冲星质量测量，特别是分别用$M_p=1.44\pm0.07$ $M_\odot$和$M_p=1.47\pm0.03$ $M_\odot$测量PSR J 0437 -4715和J 1909 -3744。PSR J 0437 -4715的改进轨道周期导数测量结果在0.16%的精度水平，$D=156.79\pm0.25$ pc，迄今为止任何恒星的最精确的距离测量之一。
2015-10-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
JUG: JAX-based Unified pulsar timinG
Vanderbilt University（范德堡大学）；OzGrav: The ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery（ARC引力波发现卓越中心）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；LPC2E, OSUC, Univ Orleans, CNRS（奥尔良大学CNRS LPC2E实验室）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理学研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, University of Manchester（曼彻斯特大学天体物理学与天文学系乔德雷尔银行天体物理中心）
JUG是一款基于JAX的独立脉冲星计时软件，速度快、易用，可处理大规模数据，弥合频率论与贝叶斯分析鸿沟，性能优于PINT，与Tempo2相当。
2026-08-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects for EMRI/MBH parameter estimation using Quasi-Periodic Eruption timings: short-timescale analysis
本文利用QPE-FIT框架对QPE时间进行GPU加速贝叶斯推断，研究EMRI轨道参数和MBH质量/自旋的可约束性，发现中等偏心率EMRI可在数十个轨道周期内将MBH质量和轨道参数约束到10%水平，而MBH自旋难以约束。
2025-08-27 astro-ph.HE gr-qc
Pulsar Timing Array Observations of Massive Black Hole Binaries
脉冲星计时是探测低频引力波源的一种很有前途的技术。从历史上看，研究的重点一直是对弥散随机背景的探测，例如由二元黑洞的微弱信号叠加而成的背景。最近，人们的注意力转向了距离更近、更亮的双星群体，它们从人群中脱颖而出，可以单独分辨。在这里，我们表明，从一个阵列的时间数据可以用来恢复的物理参数描述一个单独的黑洞二进制良好的精度，即使是中等强度的信号。我们分析的一个新颖的方面是，我们包括到每个脉冲星的距离作为搜索参数，这使我们能够利用完整的引力波信号。这使信号功率加倍，将天空位置的确定提高了一个数量级，并使我们能够提取质量和到黑洞双星的距离。
2010-08-16 astro-ph.HE gr-qc
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
Primary gamma ray selection in a hybrid timing/imaging Cherenkov array
本文系统地研究了用于混合成像/定时切伦科夫观测的混合重建技术。这种类型的混合阵列将在用于甚高能伽马射线天文学（>30 TeV）的TAIGA伽马观测站实现。其目的是将具有成本效益的定时阵列技术与成像望远镜相结合。这两种技术的混合操作可以导致开发大面积阵列的相对便宜的方式。研究了两种类型的模拟数据的伽马事件选择的联合方法：从望远镜的图像参数，从定时阵列重建的簇射参数。揭示了要组合的成像参数和簇射参数的最佳集合。计算了宇宙线背景抑制因子随距离和能量的变化。最佳的选择技术导致宇宙射线背景抑制约2个数量级的距离高达450米的能量大于50 TeV。
2017-02-24 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.data-an
Accelerated Bayesian model-selection and parameter-estimation in continuous gravitational-wave searches with pulsar-timing arrays
我们描述了几种新的技术，加速贝叶斯搜索连续引力波发射的超大质量黑洞二进制脉冲星定时阵列。这些技术减轻了搜索维数的问题增加与脉冲星阵列的大小，所产生的必须包括一个额外的参数，每个脉冲星作为阵列扩展。这个额外的参数对应于搜索的相位的引力波，因为它传播通过每个脉冲星，使我们可以连贯地包括脉冲项在我们的搜索策略。我们的技术使分析易于使用强大的证据评估包，如MultiNest。我们发现我们的技术与参数估计和贝叶斯因子评估与完整的信号模板进行了良好的协议，并得出结论，这些技术使脉冲星定时阵列的连续引力波信号的检测和表征优秀的第一刀工具。重要的是，在低到中等的信噪比下，分析加速的因子可以> 100，允许系统注入和信号恢复的严格程序，以在贝叶斯形式体系内建立稳健的检测标准。
2014-11-21 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Kalman tracking and parameter estimation of continuous gravitational waves with a pulsar timing array
本文提出一种基于状态空间框架和卡尔曼滤波的两步推断方法，利用脉冲星计时阵列同时跟踪自旋游走与连续引力波调制，实现参数估计与噪声区分。
2024-09-22 astro-ph.HE gr-qc
Understanding the residual patterns of timing solutions of radio pulsars with a model of magnetic field oscillation
我们解释了一些普遍存在于定时残差中的现象：脉冲星自旋频率二阶导数（$\ddotν$）的振幅和符号，一些复杂的残差模式，也随着数据段的时间跨度而变化。样本取自Hobbs等人，（2010），其中脉冲星的自旋频率和它的一阶导数已经从定时解拟合中减去。我们首先根据$\ddotν$的符号将定时残差模式分为不同的类型。然后利用我们\citep{zhang12a}小组建立的磁场振荡模型，用马尔可夫链蒙特卡罗方法成功地拟合了不同类型的定时残差。最后，我们模拟了一颗典型参数脉冲星20年的自旋演化，并用常规的时间解拟合方法对数据进行了分析。通过选择不同的模拟数据段，我们发现，大多数观察到的残留模式可以成功地再现。这是第一次用模型拟合观测到的残差模式，并用很少的参数通过模拟再现。从$P-\dot P$图中不同剩余模式的分布，我们认为：（1）所有的类星体在其整个寿命中普遍存在一个单一的磁场振荡模式;（2）类星体在其整个寿命中可能存在一个过渡期，在这个过渡期中存在多个磁场振荡模式。
2016-03-16 astro-ph.EP astro-ph.HE
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
QuickGWecc: Fast Bayesian pipeline for searching eccentric binaries in pulsar timing array data
Foundation for Research & Technology – Hellas（希腊研究与技术基金会）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram（印度科学教育与研究学院特里凡得琅分校）；Washington State University（华盛顿州立大学）
研究旨在在脉冲星计时阵列数据中搜索相对论偏心轨道上单个超大质量黑洞双星的连续引力波，提出快速有效的贝叶斯管道QuickGWecc，扩展QuickCW框架，通过特殊参数更新方式提高效率，经模拟数据集验证，使偏心双星搜索在计算上可行。
2026-07-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Does Gauss-Bonnet Inflationary Gravitational Waves satisfy the Pulsar Timing Arrays observations?
本文利用PTArcade分析GB-IGW模型参数并与多个PTA观测比较，发现势参数n可为负且谱指数与Planck结果不同，表明该模型比标准暴胀更符合PTA数据，更可能被未来空间引力波探测器发现。
2025-05-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Rapid parameter estimation for pulsar-timing-array datasets with variational inference and normalizing flows
本研究提出一种基于随机梯度下降贝叶斯变分推断的脉冲星计时阵列参数估计方法，利用神经网络拟合后验分布，可在GPU上快速完成NANOGrav 15年数据集分析，为引力波数据分析提供高效新途径。
2024-05-14 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Pulsar timing noise and the minimum observation time to detect gravitational waves with pulsar timing arrays
脉冲星定时阵列对引力波的灵敏度在某种程度上受到定时噪声的限制。红色定时噪声--脉冲到达时间的随机漂移，具有红色光谱--在慢旋转的双星中普遍存在，并且已经在许多毫秒双星中被识别出来。定时噪声（例如来自超流体湍流）的现象学模型表明，定时噪声频谱在某个临界频率$f_c$以下趋于平稳，这可能有助于寻找引力波。我们通过计算最小观测时间，$T_{\rm min}(f_c)$，研究了这种影响的个别恒星，超过该引力波信号变得大于定时噪声高原。我们以两种方式做到这一点：1）以模型无关的方式; 2）以时间噪声的超流湍流模型为例说明如何约束中子星参数。我们表明，超流湍流模型可以再现数据定性从一些观测到的Parkes脉冲星定时阵列的一部分的脉冲星。我们进一步展示了如何$f_c$的值，无论是通过观察或理论，可以与$T_{\rm min}$。这提供了一个诊断，从而可以量化的有用的定时阵列探测器的引力波探测。
2015-03-11 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Testing No slip model with pulsar timing arrays: NANOGrav and IPTA
基于PTA的暴胀解释，本文研究了修正引力下的no slip模型，通过两种参数化求得张量微扰转移函数，并利用NANOGrav和IPTA数据约束了模型参数，发现参数间存在简并且当前数据精度受限。
2024-09-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A new pulsar timing model for scalar-tensor gravity with applications to PSR J2222-0137 and pulsar-black hole binaries
上下文标量-张量引力（STG）理论是广义相对论（GR）的有力替代。其中一类STG理论，Damour-Esposito-Farese（DEF）引力，具有一个无质量的标量场，具有两个任意耦合参数。我们之所以对这个理论感兴趣，是因为尽管它很简单，但它预言了大量不同的现象，如偶极引力波发射和中子星（NS）的自发标量化。DEF引力的这些现象可以通过计时射电双星来检验。目的。我们的目标是开发一个新的二进制脉冲星定时模型DDSTG，使更精确的测试STG理论的基础上的一组最小的二进制参数。在DEF重力后开普勒（PK）参数的表达式自洽地纳入模型。新技术自然地考虑了PK参数之间所有可能的相关性。方法.在DEF引力的框架下，计算了NS的11个状态方程的物理参数网格。自动微分（AutoDiff）技术，这有助于在计算的重力形状因子的NS具有更高的精度比以前的作品。脉冲星计时程序TEMPO被选为实现DDSTG模型的框架。所实现的模型适用于任何类型的脉冲星同伴。结果我们将DDSTG模型应用于最近发表的PSR J2222-0137的观测数据。该系统的DEF重力参数所获得的限制，确认和改进以前的结果。新的极限也是最可靠的，因为DEF重力直接拟合数据。我们认为，未来的观测PSR J2222-0137可以显着提高的限制，PSR-BH系统有可能把最严格的限制在DEF重力参数空间的某些领域。
2023-03-07 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Parameter-Estimation Biases for Eccentric Supermassive Binary Black Holes in Pulsar Timing Arrays: Biases Caused by Ignored Pulsar Terms
超大质量双黑洞（SMBBH）产生的连续纳赫兹引力波（GW）可以被编码到脉冲星定时阵列（PTA）的定时残差中。对于每个脉冲星，残差实际上包含一个地球项和一个脉冲星项，但通常只有地球项被认为是信号，脉冲星项被丢弃，这导致SMBBH的参数估计偏差（PEBs），目前还没有方便的评估PEBs。在这篇文章中，我们制定了一个偏心轨道SMBBH的PEBs。在我们的分析中，脉冲星项的未知相位被视为服从均匀分布$U[0,2π)$的随机变量，由于脉冲星的距离通常测量不良。我们的分析结果与Zhu et.（2016）在$1.5σ$水平，这意味着我们的公式在估计PEB的大小方面是有效的。此外，我们发现对于两个参数--地球项相位$φ^E$和轨道偏心率$e$，它们的偏差$Δφ^E$和$Δe/e$随着$e$的增加而单调减小，这部分证实了我们以前的工作Chen & Zhang（2018）中的假设。此外，我们还计算了最近观察到的共谱过程（CSP）所造成的PEBs，发现如果连续GW的应变振幅显着更强（$3$倍大，在我们的情况下）比随机GW背景，从脉冲星条款的PEBs大于从CSP。我们的公式可以方便地应用于未来的PTA数据分析。
2022-03-10 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Fast Parameter Inference on Pulsar Timing Arrays with Normalizing Flows
Rutgers University（罗格斯大学）；Cornell University（康奈尔大学）；Vanderbilt University（范德堡大学）；University of Florida（佛罗里达大学）；University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
针对脉冲星计时阵列推断随机引力波背景参数耗时过长的问题，提出利用模拟数据训练条件归一化流，实现快速准确的后验估计，将采样时间从数周缩短至几秒。
2023-10-18 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.LG
Using Gravitational Wave Parallax to Measure the Hubble Parameter with Pulsar Timing Arrays
我们演示了如何脉冲星定时阵列（PTA）可以，在原则上，产生一个纯粹的引力波（GW）测量的光度距离和同向距离的超大质量黑洞二进制源，从而提供一个估计的源红移和哈勃常数。光度距离是通过啁啾质量的标准测量得出的，对于PTA波段中缓慢演变的双星源，可以通过比较地球上的GW定时残差频率与阵列中遥远的双星上的GW定时残差频率来找到。可以从由GW波前的曲率引起的GW定时视差测量共动距离。当脉冲星距离被限制在GW波长以下时，这可以在PTA波段的高频端检测到Gpc距离的单个源，未来的PTA包含$\mathcal{O}(10)$ kpc的定时好的脉冲星。这样一个未来的PTA，与$\gtrsim 30$望远镜的精确距离测量在1和20~kpc之间，可以测量哈勃常数在百分之几十的水平为一个单一的来源在$0.1 \lesssim z \lesssim 1.5$。在$z \lesssim 0.1$，光度和共动距离太相似而不能解缠，除非光度距离测量中的分数误差降低到10%以下。在$z\gtrsim 1.5$，该测量将可能受到信噪比阈值的限制。一般来说，澄清不同类型的宇宙学距离，可以探测的PTA，以及它们与脉冲星距离测量的关系是重要的正在进行的PTA实验，旨在检测和表征GWs。
2021-01-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Relativistic binary-disc dynamics and the timing of OJ-287's flares
本文从第一性原理重建OJ-287进动黑洞双星模型，引入相对论盘引力矩、模型无关盘结构假设和蒙特卡洛马尔可夫链参数反演，成功以40小时精度预测2019年耀发并直接测量盘质量与四极矩，同时修正了第26次耀发的时间预期。
2023-09-25 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Exploring the Capabilities of Gibbs Sampling in Pulsar Timing Arrays
本文提出使用Gibbs采样估计脉冲星噪声特性，相比标准贝叶斯方法效率更高且能提供傅里叶系数后验，可用于表征红噪声并测量引力波背景产生的空间交叉相关性。
2023-09-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Heavy QCD axion model in light of pulsar timing arrays
本研究提出脉冲星计时阵列观测到的纳赫兹随机引力波背景，可由重QCD轴子模型中TeV标度Peccei-Quinn对称性破缺引发的过冷一阶宇宙学相变产生，该相变再加热温度为GeV标度。
2023-12-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
