Applying Bayesian Inference to the first International Pulsar Timing Array data challenge
这是我用来分析IPTA挑战1数据集的技术的一个非常简短的总结。我尝试了很多方法，失败的比成功的多，但最终我发现了两种方法，它们似乎是基于使用开放数据集进行的测试。一种方法直接使用时域数据，另一种方法使用数据的专门构造的傅立叶变换。通过TEMPO 2运行原始数据，以产生用于分析的减少的定时残差。使用标准马尔可夫链蒙特卡罗技术从模型参数的后验分布函数产生样本。模型参数包括阵列中每个脉冲星的引力波振幅和谱斜率，以及白噪声振幅。虽然红色时序噪声仅包含在数据集3中，但我发现有必要在所有分析中包含有效的红色噪声，以解释TEMPO 2时序拟合引入的一些杂散效应。这为每个脉冲星增加了一个额外的振幅和斜率参数，所以我的36个脉冲星残差的整体模型有110个参数。作为使用有效红噪声模型的替代方案，我还尝试在寻找引力波信号的同时，同时重新拟合时序模型模型，但由于目前尚不清楚的原因，这种方法并不十分成功。我简单地评论一下可以改进算法的方法。我对三个封闭（盲）数据集中引力波振幅的最佳估计是：（1）$A=(7.3\pm 1.0)\times 10^{-15}$ ;（2）$A=(5.7\pm 0.6)\times 10^{-14}$ ;（3）$A=(4.6\pm 1.3)\times 10^{-15}$。
2012-09-28 astro-ph.IM gr-qc
Using Swarm Intelligence To Accelerate Pulsar Timing Analysis
我们提供了一个粒子群优化的方法来约束在第一次国际脉冲星定时阵列数据挑战的随机引力波背景的属性简要说明。该技术采用了许多计算代理，探索参数空间，记住他们的最佳位置，并与所有其他代理共享此信息。正是这种信息共享加速了所有代理在非常短的迭代次数内收敛到全局最佳位置。误差估计也可以通过将多变量高斯拟合到所有访问点的记录适应度来提供。
2012-10-12 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Pulsar timing and polarimetry: results and perspectives
本文全面综述了脉冲星计时与偏振测量领域的研究现状，重点介绍了多个国际PTA合作组织在探测nHz引力波随机背景方面的最新进展，并回顾了基于脉冲星数据对标量超轻物质的约束，探讨了其在基础物理和宇宙学中的应用前景。
2025-01-31 astro-ph.CO astro-ph.IM
Detecting nanohertz gravitational waves with pulsar timing arrays
作为对地面激光干涉仪的补充，正在进行脉冲星定时阵列实验，以寻找纳赫兹引力波。利用世界上最强大的射电望远镜，三个主要的国际合作已经收集了数十毫秒射电星的$\sim$ 10年高精度计时数据。本文综述了脉冲星计时实验、纳赫兹范围内的引力波探测以及各种计时阵列项目的最新成果。
2015-09-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A pulsar-based timescale from the International Pulsar Timing Array
我们已经建立了一个新的时标，TT（IPTA 16）的基础上，从国际脉冲星定时阵列（IPTA）的第一个数据发布的射电望远镜的观测。我们使用了两种分析技术与独立的估计脉冲星观测的噪声模型和不同的算法获得脉冲星时标。这两种分析在估计的不确定性范围内一致，并且都与TT（BIPM 17）一致，后者是国际计量局（BIPM）制作的后校正时标。我们表明，这两种方法可以检测到重大错误TT（BIPM 17），如果他们存在。我们估计的稳定性的原子钟从TT（BIPM 17）是来自使用四个铷喷泉钟在美国海军天文台的观测。将TT（IPTA 16）的功率谱与这些喷泉钟的功率谱进行比较表明，基于脉冲星的时间尺度不太可能在未来十年内对最佳时间尺度的稳定性做出贡献，但它们仍然是对原子时间尺度的有价值的独立检查。我们还发现，基于脉冲星的时间尺度的稳定性很可能受到我们对太阳系动力学的了解的限制，TT（BIPM 17）中的误差不会成为IPTA主要目标的限制因素，IPTA的主要目标是寻找纳赫兹引力波的签名。
2019-10-30 astro-ph.IM
Gravitational wave research using pulsar timing arrays
脉冲星定时阵列（PTA）是指对广泛分布的毫秒级脉冲星阵列进行定期、高精度定时观测的计划。在这里，我们审查的三个主要PTA项目和联合国际脉冲星定时阵列项目的状态。我们讨论了当前与超低频引力波搜索相关的结果，并强调了不久的将来的机会。
2019-04-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
New advances in the Gaussian-process approach to pulsar-timing data analysis
在这项工作中，我们回顾了高斯过程的理论在脉冲星定时数据分析中的噪声建模的应用，我们推导出各种有用的和优化表示的似然表达式，需要在脉冲星定时阵列数据集上的贝叶斯推断。由此产生的观点和形式主义导致我们两个改进的参数采样方案的启发吉布斯采样。新方案的链自相关长度大大低于目前用于脉冲星定时数据分析的马尔可夫链蒙特卡罗方法，可能会加快贝叶斯推断的数量级。新方案可用于全噪声模型分析的大型数据集组装的国际脉冲星定时阵列合作，这提出了一个严重的计算挑战，现有的方法。
2014-07-07 astro-ph.IM gr-qc
The International Lunar Reference System
Observatoire de la Côte d’azur, University Côte d’Azur, CNRS（蔚蓝海岸观测站，蔚蓝海岸大学，法国国家科学研究中心）
该研究针对月球探测加速下PNT标准化需求，提出采用GNSS相关方法构建符合IERS标准的ILuRF2026，为月球PNT框架提供弹性支持。
2026-07-31 astro-ph.EP astro-ph.IM
Pulsar timing solutions for 17 pulsars at 150 MHz from the Irish LOFAR station
ASTRON, The Netherlands Institute for Radio Astronomy（荷兰射电天文研究所）；School of Physics, Trinity College Dublin（都柏林三一学院物理学院）；Astronomy & Astrophysics Section, School of Cosmic Physics, Dublin Institute for Advanced Studies, DIAS Dunsink Observatory（都柏林高等研究院宇宙物理学院天文学与天体物理学系邓辛克天文台）
利用爱尔兰LOFAR站对33颗候选脉冲星进行跟踪观测，成功获得17颗脉冲星在150 MHz的相干计时解，其中7颗为首次报告，展示了国际LOFAR站作为单望远镜进行脉冲星计时和特性研究的能力。
2026-05-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
Searching for continuous Gravitational Waves in the second data release of the International Pulsar Timing Array
国际脉冲星定时阵列第二次数据发布是全球合作数据集的组合。在这项研究中，我们寻找连续波：引力波信号产生的个别超大质量黑洞双星在本地宇宙。我们认为双星的圆形轨道和忽略的轨道频率的观测跨度的演变。我们没有发现这样的信号的证据，并设置天空平均95%的上限，其幅度H 95。最灵敏的频率为10 nHz，h 95 = 9.1 10-15。由于改进了观测的有效节奏，我们在PTA波段的低频和高频达到了迄今为止的最佳上限。在我们的分析中，我们考虑了最近发现的常见红噪声过程，它在低频下有影响。我们还发现，在一些雷达数据中存在的特有的噪声特征必须考虑到，以减少虚警。我们表明，使用自定义的噪声模型是必不可少的搜索连续的引力波信号和设置上限。
2023-03-19 astro-ph.IM gr-qc
The International Pulsar Timing Array second data release: Search for an isotropic Gravitational Wave Background
我们在国际脉冲星定时阵列的第二次数据发布中搜索了各向同性随机引力波背景，国际脉冲星定时阵列是一个全球合作，综合了北美，欧洲和澳大利亚的十年长度脉冲星定时活动。在我们对$h_c = A(f/1\,\mathrm{yr}^{-1})^α$形式的幂律应变谱的参考搜索中，我们发现了振幅$A = 3.8^{+6.3}_{-2.5}\times10^{-15}$和谱指数$α= -0.5 \pm 0.5$的谱相似低频随机过程的强有力证据，其中不确定性代表95\%的可信区域，使用来自阵列中的谱元之间的自相关和互相关项的信息。对于$α= -2/3$的光谱指数，正如从吸入超大质量黑洞双星的人口预期的那样，恢复的振幅是$A = 2.8^{+1.2}_{-0.8}\times10^{-15}$。尽管如此，没有显着的证据表明，将指示引力波origination.We的海林斯唐斯相关性也分析了来自各个脉冲星定时阵列的组成数据在一个一致的方式，并清楚地表明，合并的国际数据集更敏感。此外，我们证明，这种组合的数据集产生可比的约束，最近的单阵列数据集，有更多的数据比组合的组成部分。未来的国际数据发布将提高对引力波辐射的灵敏度，并显著提高探测概率。
2022-01-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
From Spin Noise to Systematics: Stochastic Processes in the First International Pulsar Timing Array Data Release
我们分析了49个脉冲星的随机特性，包括第一个国际脉冲星定时阵列（IPTA）的数据发布。我们使用贝叶斯方法，进行模型选择，以确定在每个脉冲星的随机信号的最佳描述。除了自旋噪声和色散测量（DM）的变化，这些模型可以包括一个单一的观测系统，或频带的独特的定时噪声。我们表明，改进的无线电频率覆盖范围和存在重叠的数据从不同的观测系统在IPTA数据集，使我们能够分离系统和频带相关的影响，更大的功效比在个人PTA数据集。例如，我们表明，PSR J1643 $-$ 1224，除了DM的变化，显着的频带相关的噪声，是在PTA之间的相干，我们解释为来自电离星际介质中的时变散射或折射。如果不能对这些不同的贡献进行适当的建模，可能会极大地改变对残差中观察到的随机信号的天体物理学解释。在某些情况下，自旋噪声信号的谱指数可以从1.6到4不等，这取决于模型，这对脉冲星对随机引力波（GW）背景的长期敏感性有直接影响。然而，通过使用更合适的模型，我们可以大大提高脉冲星对GW的灵敏度。例如，与仅包括DM变化和自旋噪声的模型相比，在PSR J0437 $-$ 4715数据集中包括系统和频带相关信号将基准GW背景的上限提高了$\sim 60\%$。
2016-02-16 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
The MeerKAT Pulsar Timing Array: First Data Release
我们目前的第一个2.5年的数据从MeerKAT脉冲星定时阵列（MPTA），MeerTime的一部分，MeerKAT大型调查项目。MPTA的目标是精确测量南半球可见的88个脉冲星的集合的脉冲到达时间，目的是作为国际脉冲星定时阵列的一部分，为搜索、探测和研究毫微微赫兹频率的引力波做出贡献。该项目使用MeerKAT望远镜，并使用L波段接收器以两周的典型观测周期运行，该接收器记录856-1712 MHz的数据。我们提供了一个全面的描述的观测系统，软件和管道使用和开发的MeerTime项目。作为本次数据发布的一部分，提供的数据产品来自于2019年2月至2021年10月MeerTime计划开始期间至少进行了$30$观测的78个卫星。这些包括子频带和频带平均到达时间，以及初始定时星历，噪声模型和用于导出脉冲到达时间的频率相关标准模板（肖像）。考虑到数据中检测到的噪声过程后，频率平均残差的$67$的频谱实现了均方根残差精度为$< 1 μ\rm{s}$。我们还提出了一种新的时钟校正波形的恢复完全从脉冲星定时残差，并探索到国际脉冲星定时社区感兴趣的初步研究结果。到达时间，标准和完整的斯托克斯参数校准脉冲星定时档案是公开的。
2022-12-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
The International Pulsar Timing Array: First Data Release
中子星的高稳定自旋可用于各种天文物理研究。特别地，具有毫秒量级的旋转周期的微扰器阵列可以用于检测相关信号，诸如由引力波引起的那些信号。在过去的几十年里，三个这样的“脉冲星定时阵列”（PTA）已经在世界各地建立起来，并共同组成了“国际”PTA（IPTA）。在本文中，我们描述了第一次联合分析的数据从三个区域PTA，即第一个IPTA数据集。我们描述了现有的PTA数据，目前遵循的方法，其组合，并建议改进未来的PTA研究。特别注意的是微妙的细节（如低估的测量不确定性和长周期噪声），往往被忽视，但在这个前所未有的大和不均匀的数据集变得重要。我们确定并详细描述了IPTA研究复杂化的几个因素，并为未来的脉冲星计时工作提供了建议。这里提供的第一个IPTA数据发布（可在线获得）用于证明IPTA将单个PTA设置的引力波限制提高约2倍的潜力，并提供1年^{-1}频率下1.7x10^{-15}的随机GWB无量纲振幅的2-sigma限制。这比（Shannon et al. 2015）提出的限制少1.7倍，主要是由于他们使用了更新的高质量数据。
2016-02-11 astro-ph.IM
Science with the Next-Generation VLA and Pulsar Timing Arrays
脉冲星定时阵列（PTA）可用于探测和研究纳赫兹波段的引力波（即，波长为光年量级）。这需要来自敏感、仪器稳定的望远镜的高精度、长达数十年的数据集。NANOGrav及其在国际脉冲星定时阵列联盟的合作者即将首次探测到超大质量双黑洞产生的随机背景，这种黑洞是通过大质量星系合并形成的。与SKA相比，通过提供具有精致灵敏度和更高频率覆盖范围的北半球天空覆盖范围，下一代超大阵列（ngVLA）将成为纳赫兹GW天体物理学下一阶段的基本组成部分，从而能够详细描述随机背景和检测对背景有贡献的单个源，以及宇宙弦和其他奇异现象的探测（或严格限制）。在这里，我们总结了PTAs的科学目标和技术要求的ngVLA在表征纳赫兹引力波宇宙中发挥重要作用。
2018-10-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
FrankenStat I: a New Approach to Pulsar Timing Array Data Combination
Oregon State University（俄勒冈州立大学）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（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）；Vanderbilt University（范德堡大学）
FrankenStat I提出了一种新的脉冲星定时阵列数据结合方法，通过非相干交叉相关分析提高数据处理效率，实现快速且高效的全数据结合。
2025-12-16 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
How to take the interstellar weather with you in pulsar timing analysis
在这里，我们提出了一个贝叶斯方法，包括离散测量的色散措施，由于星际介质在脉冲星的方向作为先验信息的分析，该脉冲星。我们使用一个简单的模拟来显示这种方法的有效性，其中包括额外的测量结果在一个显着增加的精度，可以获得的定时模型参数，并提高上限的任何红噪声的幅度在数据集中。我们表明，这种方法可以应用于没有多频数据存在于大部分的数据集，并没有同时多频数据的任何给定的观测时期。因此，将这些信息纳入即将发布的国际脉冲星定时阵列（IPTA）和欧洲脉冲星定时阵列（EPTA）数据的分析中，对于获得这些数据集中引力波信号的最具约束力的限制是非常宝贵的。
2013-12-09 astro-ph.IM
Generative pulsar timing analysis
一种新的贝叶斯方法的折叠脉冲星定时数据的分析，允许同时评估的脉冲轮廓的演变，无论是在频率或时间，以及定时模型和额外的随机过程，如红自旋噪声，或分散措施的变化。我们使用“shapeland”-一个完整的正交正常的基函数，使我们能够重新创建任何物理轮廓形状的脉冲轮廓模型。然后可以将轮廓中的任何演变描述为任意数量的独立轮廓，或者使用某种函数形式。我们进行模拟比较这种方法与脉冲星时序分析的既定方法，并证明不同的进化方案之间的模型选择使用贝叶斯证据。%s我们的方法的简单性允许许多可能的扩展，例如在脉冲轮廓中包括相关噪声的模型，或者由于散射而加宽脉冲轮廓。因此，虽然它与标准脉冲星定时分析方法有明显的不同，但它对新的和当前的数据集都有明确的应用，例如欧洲脉冲星定时阵列（EPTA）和国际脉冲星定时阵列（IPTA）的数据集。
2015-01-08 astro-ph.IM
TempoNest: A Bayesian approach to pulsar timing analysis
一个新的贝叶斯软件包的脉冲星定时数据分析的TempoNest的形式，它允许强大的确定的非线性脉冲星定时的解决方案，同时与一系列额外的随机参数。这包括红色自旋噪声和色散测量变化，使用噪声的幂律描述，或通过模型独立的方法，参数化信号中各个频率的功率。我们使用TempoNest表明，在欧洲脉冲星定时阵列（EPTA）和国际脉冲星定时阵列（IPTA）中，在代表当前数据集的噪声水平下，线性定时模型可以低估定时解决方案的不确定性高达一个数量级。我们还展示了如何在不同的定时模型和随机参数之间进行贝叶斯模型选择，例如，通过证明在脉冲星B1937+21中，数据中的色散测量变化和自旋噪声都是由简单的幂律优化建模的。最后，我们表明，不包括随机参数同时与定时模型可能会导致不可预测的变化，估计的不确定性，损害了从这样的分析中提取的科学结果的鲁棒性。
2013-10-08 astro-ph.GA astro-ph.IM
Solar-System Studies with Pulsar Timing Arrays
高精度脉冲星计时是天体物理学和基础物理学应用的核心。当对位于不同天空位置的毫秒引力波系综进行计时时，即脉冲星计时阵列（PTA），人们可以通过空间相关性来搜索超低频引力波（GW），这种空间相关性是由通过GW的时空变形引起的脉冲到达时间（TOA）。脉冲星定时模型需要使用太阳系星历（SSE）来正确预测太阳系重心的位置，即所有TOA所参考的（准）惯性系。在这里，我讨论如何在SSE中的错误可以引入相关性的TOA可能会干扰GW的搜索，可以利用PTA研究太阳系。我讨论欧洲脉冲星定时阵列和国际脉冲星定时阵列合作的背景下所做的工作。其中包括PTA数据中行星质量的最新更新，最大质量小行星质量的第一个限制，以及来自独立群体的SSE之间的比较。最后，我讨论了一种新的方法，在太阳系中的未知天体的质量设置限制，并计算PTA数据的质量敏感性曲线。
2018-02-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
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
The North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves
北美纳赫兹引力波观测站（NANOGrav）是一个研究人员的合作项目，他们积极利用北美射电望远镜通过脉冲星计时来探测和研究引力波。为了实现这一目标，我们定期使用阿雷西博望远镜和绿岸望远镜观测毫秒引力波（MSP），并开发和实施新的仪器和算法，用于搜索和观测引力波，计算到达时间，理解和校正我们数据中的传播延迟和噪声源，以及检测和表征各种引力波源。我们与国际脉冲星定时阵列（IPTA）的同事合作开展这些活动。我们还教育各级学生和公众关于通过脉冲星计时探测和研究引力波。
2013-10-02 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Hyper-efficient model-independent Bayesian method for the analysis of pulsar timing data
本文提出了一种新的与模型无关的方法，用于脉冲星定时数据的分析和各向同性引力波背景（GWB）谱特性的估计。我们表明，通过重新措辞的可能性，我们能够消除通常与这种类型的数据分析的计算成本最高的方面。当应用于国际脉冲星定时阵列模拟数据挑战数据集，这导致约2至3个数量级的速度比既定的方法。我们提出了新的可能性的三个应用。在低信噪比条件下，我们直接从GWB信号实现的功率谱系数中采样。在高信噪比的情况下，数据可以支持大量的系数，我们从各个信号和GWB信号实现的功率谱系数的联合概率密度进行采样。关键是，在这两种情况下，我们都不需要对GWB或单个频谱的功率谱形式做出任何假设。最后，我们提出了一种方法来表征天空中的GWB之间的空间相关性，不作任何假设的形式，相关性，因此提供了唯一真正的一般贝叶斯方法确认GWB检测脉冲星定时数据。
2013-06-25 astro-ph.IM
Results of the First IPTA Closed Mock Data Challenge
2012年国际脉冲星定时阵列（IPTA）模拟数据挑战赛（MDC）旨在测试当前的引力波（GW）检测算法。在这里，我们将简要介绍两种检测算法的随机背景的引力波，即一阶似然方法和最佳统计方法，并给出我们的结果，从封闭的MDC数据集。
2012-10-29 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.data-an
Prospects and Strategies for Detecting Nonlinear Gravitational Wave Burst with Memory from Potential Merger Event SDSSJ1430$+$2303 by Pulsar Timing Arrays
最近在塞弗特1星系SDSSJ 1430 $+$ 2303的光变曲线中观察到的啁啾信号可以用银河系中心的一个后期螺旋式超大质量双星黑洞（SMBBH）系统来解释，该系统将在不久的将来合并（或者可能已经合并）。对于合并SMBBH场景，SDSSJ 1430 $+$ 2303可以是具有记忆（BWM）的非线性引力波（GW）爆发的源，这可以为未来的脉冲星定时阵列（PTA）观测提供有希望的目标。在这项工作中，我们调查的前景，检测从SDSSJ 1430 $+$ 2303由国际PTA（IPTA）和FAST-PTA在未来$5$年的BWM信号。首先提出了搜索该目标信号的策略，包括毫秒级搜索器的选择和观测时间的分配。然后，基于所提出的策略对PTA观测值进行了仿真，得到了考虑SMBBH参数的不确定性以及所选MSP的白噪声和红噪声的情况下，BWM信号的网络信噪比和参数估计误差的概率密度函数。我们的研究结果表明，虽然IPTA可以勉强检测到的BWM在$5$年，快速PTA可以检测到它具有显着更高的置信度。此外，存档的IPTA数据是重要的，在估计合并时间的SMBBH，结合FAST-PTA数据。这项工作可以作为未来PTA观测和SDSSJ 1430 $+$ 2303和类似系统的多信使研究的指导。
2022-04-08 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Null stream analysis of Pulsar Timing Array data: localisation of resolvable gravitational wave sources
超大质量黑洞双星预计将在纳赫兹频段产生GW信号，可能在未来几年被PTA检测到。该信号由随机和单独可分辨的分量组成。在这里，我们开发了一个通用的贝叶斯方法的基础上的建设的零流，取消了一部分的信号共同为每个脉冲星（地球术语）的分析可分辨的来源。对于$N$天线阵列，存在消除来自特定天空位置的GW信号的$N-2$独立空流。这种方法被应用于经历绝热内旋的准圆双星的定位。我们进行了一个系统的调查的缩放的定位精度与信号强度和数量的pathars在PTA。此外，我们发现，源天空定位与国际PTA数据发布之一是远远优于其组成区域PTA所取得的。
2019-07-16 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
The Indian Pulsar Timing Array Data Release 2: I. Dataset and Timing Analysis
本文介绍了InPTA第二次数据发布，包含对27颗IPTA毫秒脉冲星长达7年的双频观测数据，通过重新处理提供了高精度色散量度估计，有望提升未来纳赫兹引力波搜索的灵敏度。
2025-06-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
A simple, flexible method for timing cross-calibration of space missions
Saitama University（埼玉大学）；Ehime University（爱媛大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；RIKEN Nishina Center（理化学研究所仁科加速器研究中心）；Tokyo University of Science（东京科学大学）；Tor Vergata University of Rome（罗马托尔维加塔大学）；University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；Rikkyo University（立教大学）；Kanazawa University（金泽大学）；RIKEN Pioneering Research Institute（理化学研究所先锋研究本部）；New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校）
本文提出了一种简单灵活的方法，用于空间任务中定时交叉校准，通过模拟地心TOAs并重新拟合定时模型，验证了不同历法下TOA的一致性，并发布了相关工具和数据库。
2026-01-07 astro-ph.HE 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
The Indian Pulsar Timing Array: First data release
我们提出的脉冲到达时间和高精度的色散测量估计的14毫秒双星同时观察到的300-500 MHz和1260-1460 MHz的频带使用升级的巨型米波射电望远镜（uGMRT）。这些数据跨越了3.5年（2018-2021年）的基线，是印度脉冲星定时阵列合作提供的第一个官方数据发布。这一数据的发布为研究低射频下的星际介质效应及其对脉冲星定时阵列实验定时精度的影响提供了一个独特的机会。除了使用窄带和宽带定时技术获得的色散测量时间序列和脉冲到达时间之外，我们还提出了所选脉冲的色散测量结构函数分析。我们正在进行的调查有关的频散措施的频率依赖性进行了讨论。根据对五个毫秒级双星的初步分析，我们在色散测量中没有发现任何决定性的色度证据。本文首次介绍了常规双频同步观测资料。这一独特的特征使我们获得了迄今为止对我们样本的一个子集的最高精度的离散度估计。在波段3和波段5中同时进行多波段uGMRT观测对于高精度色散测量估计以及在不久的将来将来自各种脉冲星定时阵列联盟的数据组合在一起以扩大整体频率覆盖范围的前景至关重要。在这项工作中提出的部分数据预计将被纳入即将发布的国际脉冲星定时阵列的第三次数据。
2022-10-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
A glitch in the millisecond pulsar J0613-0200
利用EPTA数据发布1.0，结合洛弗尔望远镜和Effelsberg脉冲星观测系统记录的Jodrell Bank模拟滤波器组TOA，我们给出了毫秒脉冲星J0613 $-$ 0200自旋演化中一个小故障的证据。在MJD 50888（30）的历元处测量到0.82（3）nHz的自旋频率阶跃和${-1.6(39) \times 10^{-19}\,\text{Hz} \ \text{s}^{-1}}$的频率导数阶跃。在PSR B 1821 $-$ 24 A之后，这只是在毫秒脉冲星中观察到的第二个毛刺，频率为${Δν/ν=2.5(1) \times 10^{-12}}$的分数大小，比以前最小的毛刺小几倍。PSR J0613 $-$ 0200用于脉冲星定时阵列的引力波搜索，迄今为止，它是在886个脉冲星年的观测中第二个出现故障的脉冲星。我们发现，准确建模的毛刺不会影响脉冲星定时阵列应用的定时精度。我们估计，对于国际脉冲星定时阵列中包含的当前毫秒脉冲星集，在10年内在定时阵列脉冲星中观察到另一个故障的概率为$\sim 50$ %。
2016-06-15 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Precision Timing of PSR J0437-4715 with the IAR Observatory and Implications for Low-Frequency Gravitational Wave Source Sensitivity
虽然需要对天空中许多$\lesssim1~μ$级的高精度射电望远镜进行观测，以检测和表征低频引力波（GW）的随机背景，但对单个GW源的灵敏度需要更高的定时精度。阿根廷射电天文学研究所（IAR; Instituto Cristino de Radioastronomía）已经开始观测已知最亮的毫秒脉冲星，J 0437 $-$ 4715。尽管这两个天线比以前用于脉冲星定时阵列（PTA）科学的其他单碟望远镜要小，但IAR每天监测这颗脉冲星的能力加上脉冲星的亮度允许高精度的脉冲到达时间测量。虽然该设施的升级目前正在进行中，但我们表明，超出当前计划的适度改进将为IAR提供对这颗脉冲星无与伦比的灵敏度。对单个GW源的最严格上限来自北美纳赫兹引力波观测站（NANOGrav）。PSR J 0437 $-$ 4715的观测结果将显著提高NANOGrav在天空中的“盲点”的灵敏度，目前正在观察到较少的恒星。随着国家的最先进的仪器安装，我们估计该阵列的灵敏度将提高$\approx$ 2-4的一个因素，超过10年的20%的天空与列入这个脉冲星相比，静态版本的PTA在NANOGrav的最新限制。更适度的仪器导致因子$\approx$ 1.4-3。我们确定了其他四个候选人作为合适的PTA工作包括。考虑到潜在的可实现的敏感性，国际优惠贸易协定的努力也将受益于纳入这些数据。
2021-05-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Long-term Timing Results of Ecliptic Pulsars Observed with I-LOFAR
利用I-LOFAR对七颗黄道脉冲星进行2-3年观测，通过高精度计时测量DM变化，揭示太阳风影响，并报告脉冲消零和DM色散性证据，展示低频单站潜力。
2025-05-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
MeerTime - the MeerKAT Key Science Program on Pulsar Timing
MeerKAT望远镜以其大收集面积和孔径效率的独特组合为射电脉冲星计时科学提供了一个绝佳的机会（有效区域$\sim$ 7500 m $^2$），系统温度（$T<20$ K），高转换速度（1-2度/秒）、大带宽（在20厘米波长处为770 MHz）、南半球位置（纬度$\sim -30^\circ$）和形成多达四个子阵列的能力。MeerTime项目是由一个国际财团在MeerKAT阵列上开展的一项为期五年的计划，该项目将定期对1000多个射电望远镜进行计时，以进行相对论引力测试，在毫秒射电望远镜的计时残差中寻找由超大质量黑洞双星引起的引力波信号，通过脉冲星故障监测计划探索中子星的内部，探索双星的起源和演化，监测居住在球状星团中的双星群，并监测射电磁星。除了这些主要方案外，还将监测1 000多名难民的抵达时间，并立即公布数据。MeerTime pulsar后端包括两台服务器级机器，每台机器拥有四个图形处理单元。最多可同时相干地对四个相干相干体进行解色散，色散测量值超过1000 pc cm $^{-3}$。所有数据将以psrfits格式提供。MeerTime后端将能够产生相干去色散滤波器组数据，用于对球状星团核心中的多个脉冲星进行定时，这对捆绑阵列波束的脉冲星搜索很有用。所有MeerTime数据最终将供公众使用，任何发布的结果将包括结果中使用的到达时间和配置文件。
2018-03-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Upgraded antennas for pulsar observations in the Argentine Institute of Radio astronomy
阿根廷射电天文学研究所（IAR）配备了两个单碟30米射电天线，能够在1.4 GHz对南半球的射电和射电瞬变进行日常观测。我们的目标是向国际社会介绍所进行的升级，并表明IAR天文台已成为适合在脉冲星射电天文学的许多领域的调查，如脉冲星定时阵列，有针对性的搜索连续引力波源，监测磁星和毛刺星，以及研究短时间尺度星际闪烁。我们翻新了IAR的两个天线，以实现高质量的定时观测。我们收集了两个天线超过$1\,000$小时的观测数据，以研究它们可以实现的定时精度和灵敏度。本文介绍了IAR射电望远镜的最新进展。给出了毫秒脉冲星J 0 437 $-$ 4715的观测结果，其计时精度优于1~ $μ$ s。我们还介绍了磁星XTE J1810- 197的重新激活的后续工作和最新的测量和监测（2月1日）。Vela脉冲星（J 0835 - 4510）的故障。我们表明，IAR能够在1.4 GHz的无线电频段进行脉冲星监测的时间很长，每天的节奏。这为追求脉冲星科学的几个目标提供了可能性，包括与其他天文台协调多波长观测。特别是，对毫秒脉冲星J 0437 $-$ 4715的观测将增加NANOGrav阵列在其当前盲点的引力波灵敏度。我们还显示了IAR的巨大潜力，研究目标的机会和瞬态现象，如磁星，毛刺，和快速无线电爆发源。
2019-11-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Characterization of Pulsar Sources for X-ray Navigation
X射线定时和导航技术空间站探测器（SEXTANT）是中子星内部成分探测器（NICER）任务的技术演示增强，NICER计划于2017年发射，将作为国际空间站的外部附加有效载荷。在NICER为期18个月的基线科学任务中，通过对软X射线波段中子星的观测来了解超致密物质，SEXTANT将首次展示实时机载X射线脉冲星导航。以NICER/SEXTANT为例，我们描述了决定脉冲到达时间测量误差的因素，包括源和背景计数率以及脉冲轮廓形状。然后，我们描述的SEXTANT导航脉冲星目录的属性和增长的前景，一旦NICER发射。最后，我们描述了影响脉冲到达时间预测的因素，包括可变星际传播效应和红色定时噪声。所有这些因素共同决定了基于脉冲星的X射线导航系统的具体实现的性能。
2017-11-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
The North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves
北美纳赫兹引力波观测站（NANOGrav）是一个天文学家联盟，其目标是建立一个对nHz-microHz波段的引力波敏感的星系级引力波观测站。这只是国际合作的一个组成部分，涉及欧洲和澳大利亚天文学家的类似组织，他们有着相同的目标。引力波是爱因斯坦广义相对论的一个预言，它是由物质的整体运动和时空本身的动力学产生的一种动态时空现象。它们可以通过在光源和观察者之间的光传播时间中引起的小扰动来检测。NANOGrav利用射电望远镜作为光源和测量光传播时间的时钟。在射电望远镜阵列中，引力波表现为脉冲到达时间的相关扰动。当今最好的测量时钟的定时精度小于100 ns。随着仪器和信噪比的改进，人们普遍认为，在未来十年内，可以看到一个由100个脉冲星组成的脉冲星计时网络，每个脉冲星的计时精度超过100纳秒。这样的脉冲星定时阵列（PTA），以几天到几周的规律节奏进行观测，将能够观测星系合并后的超大质量黑洞双星，早期宇宙现象（如宇宙弦，宇宙超弦或膨胀）的残余辐射，更广泛地说，它提供了一个观察宇宙的有利位置，自从伽利略第一次使用望远镜以来，400年来，到天堂
2009-09-05 astro-ph.GA astro-ph.IM
Gravitational wave astronomy with the SKA
在几年到几十年的时间尺度上，引力波（GW）天文学将成为现实。低频率（毫微微赫兹）的全球Ws是通过最稳定的卫星的长期定时观测检测。世界各地的无线电观测站目前正在开展观测方案，以探测全球引力波，并通过国际脉冲星定时阵列项目共享数据集。低频GWs最有可能的来源之一是超大质量黑洞双星（SMBHB），由于大量的双星，或作为连续或突发发射从个别来源作为背景检测。目前还没有发现GW信号，但星系演化模型已经受到严格的限制。SKA将使这项研究取得成果。在本章中，我们将描述如何使用SKA 1定时观测将有助于检测GW，或者可以确认检测，如果第一个信号已经被确定时SKA 1开始观测。我们描述了SKA观测将如何识别GW信号的来源，搜索背景中的各向异性，改进星系演化模型，测试引力理论，并分析SMBHB系统的早期螺旋阶段。我们描述的影响，大量的毫秒恒星被发现的SKA;和观测节奏，观测持续时间，和仪器所需达到必要的灵敏度。我们描述的噪声过程，将影响可实现的精度与SKA。我们假设一个长期的定时方案使用SKA 1-MID阵列，并考虑修改目前的设计的影响。我们描述了使用SKA 1-LOW观测的可能好处。最后，我们描述了GW的检测前景与SKA 1和SKA 2，并结束了GW天文学的期望的描述。
2014-12-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
Rapid Construction of Joint Pulsar Timing Array Datasets: The Lite Method
针对IPTA数据集组装耗时且排除近期数据的问题，提出“Lite”方法利用品质因数快速构建最优PTA数据集，实现在完整合并前获取新数据并初步探测纳赫兹引力波。
2025-09-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Exploring the time variability of the Solar Wind using LOFAR pulsar data
本文用 enterprise 中的 SWGP 贝叶斯高斯过程模型分析 LOFAR 八颗脉冲星约11年数据，揭示电子密度随黄纬和太阳活动周期的变化规律。
2024-09-15 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
