A coherent acceleration search of the Parkes multi-beam pulsar survey - techniques and the discovery and timing of 16 pulsars
在银河系平面的帕克斯多波束脉冲星巡天中，应用了一种全相干加速搜索算法来搜索以前未发现的相对论双星。搜寻工作已经发现了16颗脉冲星，包括一颗毫秒脉冲星和一颗间歇脉冲星。尽管有许多有希望的候选者，但尚未发现相对论性二元脉冲星的新发现。在这里，我们详细介绍了在我们的分析中进行的加速搜索，并为发现的每一个卫星提出了相干的定时解决方案。针对目前相对论双星的发现还不多的情况，本文还讨论了加速搜索技术及其在发现相对论双星中的有效性。
2013-01-27 astro-ph.GA astro-ph.IM
The Parkes Observatory Pulsar Data Archive
Parkes脉冲星数据档案目前提供了从1991年以来在Parkes天文台进行的观测中获得的144044个数据文件。大约10^5个文件来自天空的观测，其余的是775个单独的天文卫星及其相应的校准信号的观测。调查观察包括从帕克斯70厘米和斯温伯恩中纬度调查。单个脉冲星观测包括来自年轻脉冲星计时项目、帕克斯脉冲星计时阵列和PULSE@Parkes外展计划。数据文件和访问方法与虚拟天文台协议兼容。本文介绍了目前存储在档案中的数据，并提出了这些数据可以搜索和下载的方式。
2011-05-29 astro-ph.IM
The Parkes Pulsar Timing Array Project
“脉冲星定时阵列”（PTA），其中一个大样本的观测分布在天球上的脉冲星相结合，允许调查“全球”的现象，如背景的引力波或不稳定的原子时标，产生相关的定时残差阵列的脉冲星。帕克斯脉冲星定时阵列（Parkes Pulsar Timing Array，PPTA）是基于帕克斯64米射电望远镜观测的PTA概念的实现。在50厘米（~700兆赫）、20厘米（~1400兆赫）和10厘米（~3100兆赫）三个无线电频段上观测了20毫秒射电星的样本，观测间隔为2 - 3周。2005年初开始进行定期观察。本文介绍了PPTA观测和数据处理的系统，包括定标和定时分析。讨论了观测系统、观测参数和分析方法的选择策略。提供了2005年3月至2011年3月期间三个波段的PPTA数据结果。对于20个频率计中的10个，在拟合脉冲频率及其一阶时间导数后，最佳频带的均方根定时残差小于1微秒。在大约一半的样本中检测到显著的“红色”定时噪声。我们讨论了这些结果对未来项目的影响，包括国际脉冲星定时阵列（IPTA）和基于平方公里阵列的PTA。我们还提出了一个“扩展PPTA”的数据集，结合PPTA数据与早期的Parkes定时数据，这些卫星。
2012-10-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
A Pulsar Time Scale Based on Parkes Observations in 1995--2010
高度稳定的毫秒天文台的计时提供了独立验证地球时间尺度的可能性，间隔超过一年。根据1995- 2010年澳大利亚64米帕克斯望远镜获得的脉冲星计时数据，构建了一个脉冲星时间尺度。最佳维纳滤波器被应用于提高集合时间尺度的精度。在整个研究的时间间隔内，时间尺度差异PT $_{ens}$ $-$ TT（BIPM 2011）的运行不超过$0.8 {\pm} 0.4$ $μs$。在15年内，$_{ens}$ $-$ TT（BIPM 2011）的分数不稳定性是${σ_z} = (0.6\pm 1.6){\cdot}10^{-15}$，它对应于引力波背景${Ω_g}h^2 {\sim} 10^{-10}$的能量密度的上限和在频率$2{\cdot}10^{-9}$下引力势${\sim} 10^{-15}$ Hz的变化。
2018-06-16 astro-ph.IM
Searching for gravitational wave memory bursts with the Parkes Pulsar Timing Array
由超大质量黑洞合并等事件产生的引力辐射的各向异性爆发在太空中留下永久的印记。这样的引力波“记忆”（GWM）信号，原则上，通过脉冲星计时可以检测到脉冲星表观脉冲频率的突然变化。如果在GWM信号经过地球时监测到一个雷达阵列，那么这些雷达将同时出现脉冲频率的变化，其变化量随它们的天空位置以四极方式变化。在这里，我们描述了这样的事件的搜索算法，并将该算法应用到大约六年的数据从帕克斯脉冲星定时阵列。我们没有发现GWM事件，并设置一个上限的事件，可以检测到的速率。我们表明，使用简单的模型的黑洞合并率，这种非检测并不意外。
2014-10-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
The Parkes multibeam pulsar survey: VII. Timing of four millisecond pulsars and the underlying spin period distribution of the Galactic millisecond pulsar population
我们目前的计时观测发现的四个毫秒脉冲星在帕克斯20厘米多波束脉冲星调查的银河平面。PSR J1552-4937和J1843-1448是独立的天体，自转周期分别为6.28和5.47毫秒。PSR J1727-2946在一个40天的双星轨道上，自转周期为27毫秒。4.43毫秒的脉冲星J1813-2621在一个8.16天的圆形双星轨道上，围绕着一颗低质量伴星，伴星的最小质量为0.2太阳质量。将这些结果与其他五个帕克斯多波束调查的检测相结合，给出了一个定义明确的样本，56个自旋周期低于20毫秒，我们开发了一个可能性分析，以约束函数的形式，最好地描述了基本分布的自旋周期为毫秒类星体。对数正态分布获得了最佳结果。伽马分布不太受欢迎，但仍与观测结果相符。均匀，幂律和高斯分布被发现是不一致的数据。目前的观测发现的银河系毫秒双星似乎符合对数正态分布，这种分布允许周期低于1.5毫秒的双星存在。
2015-04-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Consistency of the Parkes Pulsar Timing Array Signal with a Nanohertz Gravitational-wave Background
脉冲星定时阵列实验最近报告了强有力的证据，一个共同的频谱随机过程的应变谱指数符合预期的纳赫兹频率的引力波背景，但可以忽略不计，但非零的空间相关性所需的明确的检测证据。然而，Parkes Pulsar Timing Array（PPTA）合作指出，最近分析中使用的相同模型在没有出现的模拟中产生了共同频谱过程的强有力证据。在这项工作中，我们介绍了一种方法来区分脉冲星的功率谱具有相同的振幅从噪声功率谱相似，但不同的振幅。前者是纳赫兹引力波背景的空间不相关脉冲星项的签名，而后者可以代表系综脉冲星噪声特性。我们在模拟数据集上测试了该方法。我们发现，PPTA双星中的共同过程确实与脉冲星项的光谱特征相一致。我们推荐这种方法作为真实的天体物理学和宇宙学背景应该通过的有效性测试之一，以及对背景的空间不相关分量的推断。
2022-06-21 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
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
An all-sky search for continuous gravitational waves in the Parkes Pulsar Timing Array data set
我们提出了一个全天空的搜索结果的帕克斯脉冲星定时阵列（PPTA）数据发布1数据集的连续引力波（GW）的频率范围从$5\times 10^{-9}$到$2\times 10^{-7}$赫兹。这种信号可能是由个别超大质量双黑洞系统在合并的早期阶段产生的。我们相位的脉冲星定时阵列数据集形成，为天空上的每个位置，两个数据流，对应于两个GW极化，然后进行最佳的搜索GW信号对这些数据流。由于没有检测到统计学上显著的GW，我们对GW频率范围内的固有GW应变幅度$h_0$设置上限。例如，在$10^{-8}$ Hz下，我们的分析以$95\%$置信度排除了$h_0\geqslant 1.7\times 10^{-14}$信号的存在。我们的新限值比Yardley等人（2010）基于早期PPTA数据集的限值严格约4倍，比最近Arzoumanian等人（2014）论文中报告的限值好2倍。我们还提出PPTA方向灵敏度曲线，并发现，对于天空中最敏感的区域，目前的数据集是敏感的GWs从圆形超大质量的二元黑洞与啁啾质量的$10^{9} M_{\odot}$了约100 Mpc的光度距离。最后，我们设置了一个上限的$4 \times 10^{-3} {\rm{Mpc}}^{-3} {\rm{Gyr}}^{-1}$在$95\%$的置信度附近（$z \lesssim 0.1$）超大质量的双黑洞在圆轨道与啁啾质量$10^{1…
2014-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
High-fidelity radio astronomical polarimetry using a millisecond pulsar as a polarized reference source
本文提出了一种新的偏振定标方法，该方法假定PSR J 0437 -4715的平均偏振辐射随时间保持恒定，并根据该脉冲星的常规观测数据导出仪器响应。该技术适用于任何需要在长时间尺度上进行高保真偏振测量的实验;它通过校准在帕克斯天文台对PSR J1022+1001进行的7.2年高精度定时观测来证明。应用新技术，然后通过使用矩阵模板匹配的到达时间估计产生后拟合残差与不确定性加权标准偏差为880 ns，2倍小于通过传统的校准和到达时间估计方法获得的到达时间残差。该实验所达到的精度产生了对投影半长轴的长期变化，近星点进动和夏皮罗延迟的第一次重要测量;它还将PSR J1022+1001列为作为帕克斯脉冲星定时阵列（PPTA）项目的一部分定期观测的十个最佳恒星之一。它示出的授时精度的PPTA中的一个大的分数是目前有限的系统的定时误差，由于仪器偏振文物。更重要的是，系统误差的长期变化在不同的脉冲星之间是相关的，这对任何脉冲星定时阵列实验的主要目标产生了不利影响。这些限制可以通过采用本工作中提出的技术来克服，该技术放松了对仪器偏振纯度的需求，从而有可能降低下一代望远镜（如平方公里阵列）的开发成本。
2012-12-14 astro-ph.IM
Bayesian estimation of non-Gaussianity in pulsar timing analysis
我们介绍了一种方法，用于执行一个强大的贝叶斯分析脉冲星定时数据中存在的非高斯性，同时与脉冲星定时模型，和额外的随机参数，如描述红自旋噪声和色散测量变化。用于定义非高斯性存在的参数对于高斯过程为零，给出了定义非高斯行为强度的简单方法。我们使用模拟表明，当数据中的噪声来自非高斯分布时，假设高斯统计可以显着增加与脉冲星计时模型参数相关的不确定性。然后，我们将该方法应用到公开可用的15年帕克斯脉冲星定时阵列数据发布1数据集的二进制脉冲星J0437 $-$ 4715。在这个分析中，我们提出了一个显着的非高斯检测不相关的非热噪声，但我们发现，它还没有影响定时模型或随机参数估计显着相比，假设高斯统计进行分析。然而，所提出的方法是目前的欧洲脉冲星定时阵列（EPTA）和国际脉冲星定时阵列（IPTA）数据集的直接实际使用。
2014-09-18 astro-ph.IM
Frequency- and phase-resolved polarimetry of millisecond pulsars and its application to timing
Monash University（莫纳什大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（ARC引力波发现卓越中心）；Australia Telescope National Facility, CSIRO（澳大利亚国家望远镜设施，CSIRO）；Xinjiang Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院新疆天文台）；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）；Hunan Normal University（湖南师范大学）
本文提出一种新方法，利用极化信息生成高保真模板，提高脉冲到达时间测量精度。该方法通过分析四个斯托克斯参数的频率依赖模型，减少定时测量误差达20-30%。
2026-02-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Tracking dispersion measure variations of timing array pulsars with the GMRT
本文介绍了利用巨型米波射电望远镜（GMRT）对11毫秒射电星的视线色散测量（DM）变化进行近三年的监测的结果。这些结果表明，单历元DM估计的精度约为5 × 10 ^（-4）cm^（-3）pc。与Parkes脉冲星定时阵列（PPTA）数据的初步比较表明，测量的DM波动是可比的。我们的DM变化的影响，由于太阳风和日冕，并与现有的模型进行比较。
2012-10-29 astro-ph.HE astro-ph.IM
Observational constraints on light cosmic strings from photometry and pulsar timing
我们约束宇宙弦环的宇宙学密度使用两个观测签名-引力微透镜和凯撒-斯特宾斯效应。来自RXTE和CoRoT空间任务的测光以及来自帕克斯脉冲星定时阵列、阿雷西博和格林班克射电望远镜的脉冲星定时，使我们能够在广泛的张力范围内探测宇宙弦$Gμ/c^2=10^{-16}\div10^{-10}$。我们发现，脉冲星定时数据提供了最严格的限制丰富的光弦在$Ω_s \sim 10^{-3}$的水平。未来的观测设施，如平方公里阵列，将使人们能够改善这些限制的数量级。
2009-11-25 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Versatile Directional Searches for Gravitational Waves with Pulsar Timing Arrays
通过多年来定期监测最稳定的毫秒双星，脉冲星定时阵列（PTA）被定位为检测和研究这些双星定时行为的相关性。来自超大质量黑洞双星的引力波是一个令人兴奋的潜在的可探测的关联源。我们描述了一个简单的技术，PTA可以“逐步上升”，形成时间序列的两个偏振模式的GW来自一个特定的方向的天空。我们的技术不需要关于GW信号的时域行为的假设。这种方法已经被用来放置严格的边界上的GW从单个SMBHB在圆形轨道。在这里，我们描述的方法，并证明了该技术的多功能性，在搜索各种各样的GW信号，包括突发与未建模的波形。使用前六年的数据从帕克斯脉冲星定时阵列，我们进行了一个全天空的搜索，可检测的过剩GW功率从任何方向。对于附近几个大质量星系团的视线，我们进行了更详细的搜索GW爆发的记忆，这是不同的签名SMBHB合并。在所有情况下，我们发现数据与噪声一致。
2015-10-27 astro-ph.IM
Improving the precision of pulsar timing through polarization statistics
在迄今为止达到的最高水平的脉冲星定时精度，实验受到脉冲星固有噪声的限制。这种随机宽带脉冲调制自噪声（SWIMS）通过随机偏置测量的到达时间，从而增加均方根（rms）定时残差，限制了脉冲星定时精度。我们讨论了一种改进的方法，包括偏振辐射的信息，以消除这种偏见在测量的到达时间。J 0437 -4715在帕克斯天文台的一个星期的时间间隔的观测被用来证明一个近40%的改进与此扩展分析的均方根定时残差。通过这种方式，基于在以1341 MHz为中心的64 MHz带宽上的观测，积分超过16.78 s，我们实现了476 ns rms时序残差。在没有系统误差的情况下，这些结果导致预测的均方根定时残差为30 ns，在一个小时的积分，但是，数据是目前有限的可变法拉第旋转在地球的电离层。在这项工作中所展示的改进提供了一个机会，以增加各种脉冲星定时实验的灵敏度，例如脉冲星定时阵列，追求检测的随机背景的引力波。分数的改善是高度依赖于脉冲轮廓和随机宽带脉冲调制的自噪声的脉冲星的属性。
2013-01-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Constraints on individual supermassive binary black holes using observations of PSR J1909-3744
利用Parkes射电望远镜对脉冲星PSR J 1909 $-$ 3744的长期定时观测，对几个超大质量双星黑洞候选者（NGC 5548，Mrk 231，OJ 287，PG 1302-102，NGC 4151，Ark 120和3C 66 B）的引力波进行了搜寻.我们限制了这些SMBBH候选者的啁啾质量，发现NGC 5548和3C 66 B的啁啾质量分别小于$2.4 \times 10^9\,\rm M_{\odot}$和$2.5 \times 10^9\,\rm M_{\odot}$（95%置信度）。我们的上限仍然是3至370倍以上的可能啁啾质量为这些候选人估计从其他方法。这里处理的观测提供了GW应变幅度的上限，该上限比第一次Parkes脉冲星定时阵列数据发布的结果提高了2到7倍。我们研究如何信息的轨道参数可以帮助提高搜索灵敏度为个人SMBBH系统。最后，我们表明，这些限制是不敏感的太阳系星历模型中的不确定性。
2020-01-13 astro-ph.GA astro-ph.IM
Insights into the Pulsar Timing Array hypothesis space
Auckland University of Technology（奥克兰理工大学）；University of Auckland（奥克兰大学）；Manly Astrophysics（曼利天体物理学）
该研究对比PPTA数据的两种处理管线，发现数据处理会改变脉冲星噪声假设的后验分布、提升太阳风探测灵敏度，揭示了模型竞争与退化，强调理解脉冲星噪声假设空间对引力波搜索的重要性。
2026-08-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detecting super-Nyquist-frequency gravitational waves using a pulsar timing array
传统脉冲星计时方法可探测到的引力波（GW）的最大频率由观测的奈奎斯特频率（$f_{\rm{Ny}}$）设定。超过这个频率，GWs不会留下时间相关的信号;相反，它们在定时残差中表现为白噪声。GW引起的白噪声的方差是相对于GW源的位置的函数。通过观察这种独特的功能形式的定时数据，我们建议，我们可以检测的频率$>$ $f_{\rm{Ny}}$（超奈奎斯特频率GW; SNFGW）的GW。我们证明了所提出的方法与模拟时序数据的可行性。使用从Parkes脉冲星定时阵列数据发布1和北美纳赫兹天文台的引力波公开可用的数据集选择的数据集，我们试图从单个SNFGW源检测信号。结果与没有GW检测一致，概率为65.5%。生成所选脉冲星定时阵列对单个SNFGW源的灵敏度的全天图，并且所选脉冲星定时阵列最灵敏的GW源的位置是$λ_{\rm{s}}=-0.82$，$β_{\rm{s}}=-1.03$（rad）;相应的最小GW应变是$f=1\times10^{-5}$ Hz处的$h=6.31\times10^{-11}$。
2016-05-15 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Effects of periodicity in observation scheduling on parameter estimation of pulsar glitches
在某些脉冲星定时实验中，观测近似周期性地（例如每天）安排，具有显著不同频率的定时模型（包括但不限于具有不同频率增量的毛刺模型）返回近似等效的定时残差。平均调度非周期性除以由于到达时间的不确定性的相位误差是一个有用的指标时，退化是重要的。合成数据被用来探索这种简并系统的效果。据发现，相位相干tempo2或temponest为基础的方法有时偏向于报告小毛刺大小，而不管真正的毛刺大小。自旋频率的局部估计减轻了这种偏差。隐马尔可夫模型是免费的小毛刺的偏见，并明确宣布存在多个毛刺的解决方案，但有时无法恢复正确的毛刺大小。重新评估了UTMOST公共数据发布中的两个故障，一个在PSR J1709 $-$ 4429（MJD 58178）中，另一个在PSR J1452 $-$ 6036（MJD 58600）中。PSR J1709 $-$ 4429中估计的分数频率跳变在Parkes射电望远镜的辅助下从$Δf/f = (54.6\pm 1.0) \times 10^{-9}$向上修正为$Δf/f = (2432.2 \pm 0.1) \times 10^{-9}$。我们发现PSR J1452 $-$ 6036的可用UTMOST数据与带有$N = 0,1,2$的$Δf/f = 270 \times 10^{-9} + N/(fT)$一致，其中$T \approx 1\,\text{sidereal day…
2021-04-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Limitations in timing precision due to single-pulse shape variability in millisecond pulsars
毫秒脉冲星的高灵敏度射频观测通常显示出脉冲星发射过程固有的随机、宽带、脉冲形状变化。这些变化引起脉冲星定时观测的抖动噪声，了解这种噪声的属性是特别重要的努力，以检测引力波与脉冲星定时阵列。我们评估的短期配置文件和定时稳定性的22毫秒的Parkes脉冲星定时阵列样本的一部分，通过检查内观察到达时间的变化和单脉冲现象。在22颗双星中的7颗中，在以大约1400 MHz为中心的波段中，我们发现最亮的观测结果受到固有抖动的限制。我们发现一致的结果，无论是检测或上限，在其他频段的抖动噪声。PSR J1909-3744显示了最低水平的抖动噪声，我们估计该抖动噪声对小时持续时间观测的到达时间的均方根误差贡献为$\sim$ 10 ns。在具有较宽脉冲和脉冲强度分布的双稳脉冲中，发现较大水平的抖动噪声。PSR J 0437 -4715中的抖动噪声在$\sim$ 2 GHz带宽上去相关。我们表明，与定时脉冲星模型的不确定性，可以改善包括物理动机的抖动不确定性。脉冲形状的变化将限制未来更灵敏的望远镜的计时精度;在为这些设施设计仪器和计时活动时，必须考虑这种噪声。
2014-06-18 astro-ph.IM astro-ph.SR
Correcting for the solar wind in pulsar timing observations: the role of simultaneous a nd l ow-frequency observations
脉冲星定时阵列项目的主要目标是探测超低频引力波。脉冲星数据集受到许多噪声过程的影响，包括星际介质中和来自太阳风的不同色散延迟。太阳风可以导致快速变化的变化，用现有的望远镜很难测量然后消除。在本文中，我们研究的可能性，使用低频望远镜，以帮助在这种校正的帕克斯脉冲星定时阵列（PPTA），并讨论是否超宽带接收机的FAST望远镜是足够的模型的太阳风的变化。我们的关键结果是，一个单一的宽带接收器可以用来模拟和消除太阳风的影响。然而，对于像PSR J 1022 +1022这样靠近太阳的恒星，太阳风是如此多变，以至于相隔一天的两个望远镜的观测不足以校正太阳风的影响。
2017-06-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Timing Solution and Single-pulse Properties for Eight Rotating Radio Transients
旋转无线电瞬变（RRAT），松散地定义为仅通过其单个脉冲被发现的对象，是具有广泛发射特性的散在散射体。对于它们中的许多，我们必须测量它们的周期，并根据它们的单个脉冲的定时来确定定时解决方案，而一些不那么零星的RRAT可以通过使用折叠技术来定时，就像我们对其他脉冲所做的那样。在这里，基于Parkes和Green Bank望远镜（GBT）的观测，我们介绍了我们对8个RRAT的研究结果，包括它们的时间衍生的旋转参数，位置和色散测量（DM），以及RRAT和正常恒星的自旋下降特性的比较。使用24 RRAT的数据，我们发现，它们的周期导数一般大于正常的类星体，独立于任何内在的相关性与周期，表明RRAT的高度零星的发射可能与内在较大的磁场。我们进行了Lomb $-$ Scargle测试，以寻找长时间尺度的RRAT脉冲检测时间的周期性。检测到所有靶标的周期性，PSR J1623 $-$ 0841的显著候选物约为3.4 h，PSR J1839 $-$ 0141的显著候选物约为0.7 h。我们还分析了它们的单脉冲幅度分布，发现对数正态分布提供了最佳拟合，就像大多数脉冲的情况一样。然而，一些RRAT表现出幂律尾，就像发射巨脉冲的双星一样。这一点，连同对弱脉冲检测的选择效应的考虑，意味着RRAT脉冲通常表示正常强度分布的尾部。
2017-08-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Identifying and mitigating noise sources in precision pulsar timing data sets
脉冲星定时阵列项目测量毫秒脉冲星的脉冲到达时间，主要目的是探测毫微微赫兹频率的引力波。这些测量包括一些天体物理和仪器过程的贡献，这些过程可以是确定性的，也可以是随机的。有必要为这些噪声过程开发强大的统计和物理模型，因为不正确的模型会降低灵敏度，并可能导致虚假的引力波检测。在这里，我们使用贝叶斯推断的噪声过程中的26个脉冲星在第二次数据发布的帕克斯脉冲星定时阵列。除了深入研究的噪声源，发现以前在脉冲星定时阵列数据集，如消色差定时噪声和色散测量的变化，我们确定新的噪声源，包括时间相关的彩色噪声，我们属性的变化脉冲散射。我们还确定了“指数下降”的事件，在四个磁暴，我们归因于磁层效应所证明的脉冲轮廓形状的变化观察到的三个磁暴。这包括PSR J1713 $+$ 0747中的一个事件，该事件先前被归因于星际传播。我们提出了噪声模型用于搜索引力波。我们概述了一个强大的方法来评估噪声模型的性能和识别数据中的未知信号。脉冲轮廓中的变化的检测突出了开发高效的轮廓域定时方法的需要。
2020-11-02 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Evaluating the prevalence of spurious correlations in pulsar timing array datasets
脉冲星计时阵列合作最近报告了阵列中毫秒脉冲星之间具有共同频谱的噪声过程的证据。这个共同的噪声过程的频谱特性是一致的期望从吸入的超大质量黑洞二进制的各向同性引力波背景（GWB）。然而，最近的模拟分析的基础上帕克斯脉冲星定时阵列数据表明，这样的检测可能会出现虚假的。在本文中，我们使用模拟脉冲星定时阵列数据集，进一步测试的鲁棒性的推理方法的光谱和空间相关性从GWB。扩展我们以前的结果，我们发现强有力的支持（贝叶斯因子超过$10^5$）的存在下，一个共同的频谱噪声过程中的数据集，没有共同的过程是存在的，在很宽的范围内，每个脉冲星的定时噪声处方。我们发现，这些结果是高度敏感的贝叶斯先验的定时噪声参数的选择，与先验更紧密地匹配注入的定时噪声参数的分布，从而减少了对一个共同的频谱噪声过程的支持。这些结果强调了目前用于推断共同光谱过程存在的方法的缺点，并暗示共同过程的检测不是GWB检测的可靠前兆。未来对纳赫兹GWB的研究应该继续集中在检测空间相关性上，并利用更适合的规范来进行共同的频谱噪声处理。
2022-07-25 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Comparison of Pulsar Positions from Timing and Very Long Baseline Astrometry
脉冲星的位置可以用脉冲星定时方法和甚长基线干涉测量法（VLBI）进行高精度测量。脉冲星的时间位置参考太阳系星历，而VLBI位置参考遥远的类星体。在这里，我们比较脉冲星的位置从公布的VLBI测量与那些从脉冲星定时数据从南山和帕克斯射电望远镜，以有关的两个参考系。我们发现，时间的位置显着不同的VLBI位置（也不同的星历表之间）。在JPL星历表DE 405中发现了$2.16\pm0.33$ \，mas的黄道旋转度在统计上的显著变化，但在随后的JPL星历表中没有发现显著的旋转。由于VLBI参考源位置和天文卫星与参考源的匹配存在不确定性，我们将这两个坐标系联系起来的精度受到限制。不仅定时位置取决于计算它们时使用的星历，而且定时数据的不同段也导致不同的位置估计。这些变化是所有星历表中最常见的，但在星历表之间的10 $μ$水平上观察到轻微变化。
2017-04-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Scintillation arcs in low-frequency observations of the timing-array millisecond pulsar J0437-4715
对湍流星的低频观测为探索湍流星际介质（ISM）的微观结构提供了强有力的手段。在这里，我们报告的高分辨率动态光谱分析的时间阵列毫秒脉冲星J 0437 -4715与默奇森宽场阵列（MWA），使我们最近委托的捆绑阵列波束处理管道记录的高时间分辨率模式的MWA的电压数据。二次光谱分析揭示了微弱的抛物线弧，类似于用绿岸和阿雷西博望远镜高频观测的彗星。在732 MHz的更高频率下的Parkes观测数据揭示了类似的抛物线特征，其曲率近似为观测波长（$λ^2$）到MWA频率192 MHz的平方。我们的分析表明，朝向PSR J 0437 -4715的散射主要来自距离地球约115 pc的紧凑区域，这与包裹当地太阳附近的当地气泡边缘的预期位置非常匹配。除了展示MWA新的和改进的脉冲星科学能力外，我们的分析还强调了低频脉冲星观测的潜力，这些观测可以获得对本地ISM的有价值的见解，并将ISM表征为定时阵列脉冲星。
2015-12-30 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Revisiting profile instability of J1022+1001
在其他几个应用中，时间阵列中的毫秒级天文望远镜可以作为探测器用于引力波探测和改进太阳系星历。然而，积分脉冲轮廓的稳定性会限制星历表参数的精度，从而限制其应用，因此阵列中脉冲星具有稳定的积分脉冲轮廓至关重要。在这里，我们提出了PSR J1022+1001的长期轮廓不稳定性的证据，目前包括在欧洲和帕克斯脉冲星定时阵列。我们应用一种新的评估方法，扩大的数据集范围从20世纪90年代使用的Effelsberg脉冲星观测系统后端的数据，从目前的PSRIX后端在Effelsberg射电望远镜。我们发现，这种内在的变化，脉冲形状持续多年的时间尺度。我们调查，如果系统的仪器效应，如偏振校准或信号传播效应在星际介质中的原因所观察到的轮廓不稳定。我们发现，总的变化不能完全占仪器和传播的影响。这表明额外的内在效应是变异的起源。最后，我们讨论了几个因素，可能导致观察到的行为和评论随之而来的影响。
2020-10-08 astro-ph.IM
Single-Source Gravitational Wave Limits from the J1713+0747 24-hr Global Campaign
在24小时内进行的密集、连续的脉冲星定时观测提供了一种探测10微赫兹至20毫赫兹的中间引力波（GW）频率的方法。欧洲脉冲星定时阵列（EPTA）、北美纳赫兹引力波观测站（NANOGrav）、帕克斯脉冲星定时阵列（PPTA）和联合国际脉冲星定时阵列（IPTA）都使用毫秒脉冲星观测来检测或限制通常在纳赫兹频率的引力波。在IPTA的九望远镜24小时全球运动的毫秒脉冲星J1713+0747的情况下，GW限制在中频制度可以产生。在观测过程中，色散测量的变化可以忽略不计，这使得定时残差中的红噪声最小化，从而限制了由于单个源而导致的来自GW的任何贡献。在10 $^{-5}$ Hz时，脉冲星方向GW源的95%应变上限为10 $^{-11}$。
2016-08-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
A 24-Hour Global Campaign To Assess Precision Timing of the Millisecond Pulsar J1713+0747
射电毫秒脉冲星J1713+0747被认为是天空中精度最高的时钟之一，并定期定时用于探测引力波。国际脉冲星定时阵列合作对PSR J1713+0747进行了24小时的全球观测，以更好地量化该脉冲星的定时噪声源，特别是在中间（1 - 24小时）时标上。我们用Arecibo、Effelsberg、GMRT、Green Bank、LOFAR、Lovell、Nancay、Parkes和WSRT射电望远镜对该脉冲星进行了24小时以上的连续观测。这里提出的组合脉冲到达时间提供了与定时精度的理想化的均方根N改进相比将存在什么定时噪声源（不包括DM变化）的估计，其中N是所分析的脉冲的数量。在这种特殊的脉冲星的情况下，我们发现，内在的脉冲相位抖动占主导地位的到达时间精度时，单脉冲的S/N超过1，测量使用的8个望远镜，在L波段/1.4 GHz的观察。我们提出的第一个结果的特殊现象探测异常长的时间尺度（一个单一的连续观测会话）的几十个小时，特别是星际闪烁，并讨论闪烁和轮廓演变的程度影响精确计时。本文提出的数据集作为未来更深入研究的基础。
2014-12-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for ultralight scalar dark matter with NANOGrav pulsar timing arrays
超轻标量场是暗物质的候选者。$10^{-23}\,{\rm eV}$周围质量的超轻标量暗物质在脉冲星定时阵列的敏感频率范围内引起脉冲到达时间的振荡。我们使用北美纳赫兹引力波观测台11年的数据集来寻找超轻标量暗物质。我们给出了超轻标量暗物质诱导信号的95%置信上限。与使用Parkes Pulsar Timing Array 12年数据集（Porayko等人，2018）通过贝叶斯分析获得的超轻标量暗物质振幅的贝叶斯上限相比，我们发现从$10^{-8.34}$到$10^{-8.19}\,{ \rm Hz}$的频率范围内的上限强三倍，对应于从$9.45\times10^{-24}$到$1.34\times10^{-23}\,{\rm eV}$的质量范围。就暗物质的能量密度而言，我们发现在从$10^{-8.55}$到$10^{-8.01}\,{ \rm Hz}$（从$5.83\times10^{-24}$到$2.02\times10^{-23}\,{\rm eV}$）的范围内，地球附近的能量密度小于$7\,{\rm GeV/cm^3}$。能量密度的最强上限由频率$10^{-8.28}\,{ \rm Hz}$（对应于质量$1.09\times10^{-23}\,{\rm eV}$）下的$2\,{\rm GeV/cm^3}$给出。我们发现超轻标量暗物质的信号可以用太阳系星历效应来解释。此外，我们…
2020-03-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Precise Gamma-Ray Timing and Radio Observations of 17 Fermi Gamma-Ray Pulsars
我们提出了精确的相位连接的脉冲定时解决方案，最近发现的16个伽马射线选择的脉冲星使用大面积望远镜（LAT）的费米伽马射线太空望远镜加上一个非常微弱的射电脉冲星（PSR J1124-5916），更有效地与LAT定时。我们描述的分析技术，包括一个极大似然方法，用于确定脉冲到达时间从未分组的光子数据。这项工作的一个主要成果是改进了位置确定，这对于多波长跟踪至关重要。对于大多数的卫星，我们覆盖的时间本地化的X射线图像从斯威夫特和描述的状态X射线对应关联。我们报告了PSR J 0007 +7303、J1124-5916和J1813-1246中测量的毛刺。我们分析了一个新的20 KS钱德拉ACIS观测PSR J 0633 +0632，揭示了弧分尺度的X射线星云延伸到南部的脉冲星。我们还能够精确地定位X射线点源对应的脉冲星，并找到一个光谱，可以描述的吸收黑体或中子星大气与硬幂律分量。PSR J1732-3131的另一张钱德拉ACIS图像显示了一个微弱的X射线点源，其位置与脉冲星的时间位置一致。最后，我们提出了一个汇编的新的和档案搜索无线电脉冲从每个伽马射线选择的卫星，以及一个新的帕克斯无线电观测PSR J1124-5916建立伽马射线无线电相位偏移。
2011-02-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Placing limits on the stochastic gravitational-wave background using European Pulsar Timing Array data
直接探测低频引力波（$10^{-9} - 10^{-8}$ Hz）是脉冲星计时阵列（PTA）计划的主要目标。PTA的主要目标之一是测量引力波（GWB）的随机背景，其特征应变预计近似遵循$h_c(f)=A (f/\hbox{yr}^{-1})^α$形式的幂律，其中$f$是引力波频率。在本文中，我们使用当前的数据，从欧洲PTA的GWB振幅$A$作为未知的光谱斜率$α$的函数与贝叶斯算法，通过建模的GWB作为一个随机高斯过程，以确定一个上限。对于$α=-2/3$的情况下，这是预期的，如果GWB是由超大质量黑洞双星，我们得到一个95%的置信上限$A$的$6\times 10^{-15}$，这是1.8倍低于95%的置信上限GWB由帕克斯PTA在2006年获得。我们的数据分析方法结合了欧洲PTA的多望远镜性质，因此可以作为未来洲际PTA合作的有用模板。
2011-03-02 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Development of a pulsar-based timescale
利用Parkes脉冲星定时阵列（PPTA）项目的观测数据，我们开发了第一个基于脉冲星的时标，其精度可与国际原子时标的不确定性相媲美。我们的恒星系综提供了一个类似于自由原子时标Echelle Atomique Libre（EAL）的Ensemble脉冲星标度（EPS）。EPS可用于检测原子时标的波动，因此可能导致地球时间TT（PPTA11）的新实现。我们成功地跟踪了已知影响国际原子时间表（TAI）频率的特征，发现TT（PPTA11）和TT（BIPM 11）之间存在轻微的显著差异。我们讨论的各种现象，导致相关信号的脉冲星定时残差，因此限制了脉冲星时标的稳定性。
2012-08-17 astro-ph.IM astro-ph.SR
Measurement and correction of variations in interstellar dispersion in high-precision pulsar timing
来自射电望远镜的信号显示出由于星际等离子体中的色散而引起的波长依赖性延迟。在一个典型的观测波长下，这种延迟在五年的时间尺度上可以变化几十微秒，远远超过脉冲星定时阵列感兴趣的信号，例如引力波背景引起的信号。这些延迟变化的测量不仅对探测这些信号至关重要，而且还提供了一个在au尺度上对湍流星际等离子体的无与伦比的测量。在本文中，我们证明了不考虑波长无关的红噪声，“简单”的算法来纠正星际色散可以衰减脉冲星定时阵列感兴趣的信号。我们提出了一个强大的方法，这种校正，我们通过模拟验证，并将其应用到观测的帕克斯脉冲星定时阵列。色散变化的校正是以增加带限白噪声为代价的。我们讨论调度，以尽量减少这种额外的噪音，和因素，如闪烁，可能会加剧这个问题。与闪烁测量的比较证实了以前的结果，即在星际介质中的电子密度变化的谱指数往往出现比预期的更陡。我们还发现PSR J1603-7202的离散度变化约为2x 10 ^{-3} cm^{-3}pc，持续约250天。我们推测，这与其他来源中看到的“极端散射事件”有类似的起源。此外，我们还发现，四颗恒星的电子密度呈现出与波长相关的年际变化，这表明电子密度在空间尺度上存在一个持续的梯度，这是以前没有报道过的。
2012-11-26 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Multifractal Analysis of Pulsar Timing Residuals: Assessment of Gravitational Wave Detection
我们介绍了一个管道，包括多重分形去趋势互相关分析（MF-DXA）修改的奇异值分解或自适应方法来检查脉冲星定时残差（$PTR$）的统计特性引起的引力波（GW）信号。我们提出了一种新的算法，所谓的不规则-MF-DXA，处理不规则的数据采样。受引力波背景的空间互相关联函数的四极性质的启发，我们将引入一个新的互相关联函数，$\barσ_{\times}$，它是由不规则-MF-DXA导出的。我们发现，这一措施揭示了四极签名的$PTRs$引起的随机GWB。我们提出了四种策略的基础上$y$ -截取的波动函数，广义赫斯特指数，和奇异谱的宽度，以确定无量纲振幅和幂律指数的特征应变谱作为$\mathcal{H}_c(f)\sim\mathcal{A}_{yr}(f/f_{yr})^ζ$的随机GWB。利用Hurst指数的值，可以明确GWs的类型。我们应用我们的流水线探索20毫秒脉冲星观测帕克斯脉冲星定时阵列。计算的标度指数证实，所有的数据被归类到一个非平稳类暗示的普遍性功能。赫斯特指数的值在$H\in [0.56,0.87]$范围内。广义Hurst指数的$q$依赖性表明观测到的$PTRs$具有多重分形行为，而这种多重分形性的来源主要归因于数据的相关性，这是观测数据集的另一个普遍性。多重分形分析可用的$PTRs$数据集揭示了GWB，$\mathcal{A}_{yr}< 2.0\times 10^{-15}…
2018-10-11 astro-ph.CO astro-ph.IM astro-ph.SR
