Probing circular polarization in stochastic gravitational wave background with pulsar timing arrays
我们利用脉冲星定时阵列研究了在随机引力波背景中圆偏振的可探测性，这些背景来自于不同的源，如早期宇宙中的超大质量黑洞双星、宇宙弦和暴胀。计算了圆偏振随机引力波背景的广义重叠约化函数。我们发现在各向同性的背景下，圆偏振不能被检测到。然而，在各向异性的引力波背景下，有机会观察到圆偏振。我们还展示了如何从非极化的引力波中分离极化的引力波。
2015-12-30 astro-ph.HE gr-qc
Probing spacetime around Sagittarius A* using modeled VLBI closure phases
银河系中心的超大质量黑洞人马座A* 的发射区和黑洞阴影可以用毫米甚长基线干涉测量法探测。我们的目标是探测发射等离子体周围的Sgr A* 的几何形状，通过使用模型化的毫米VLBI关闭相位计算在1.3毫米，并限制观察者的倾斜角和位置角的黑洞自旋轴。我们已经模拟了三种不同模型的Sgr A* 的发射图像：轨道斑点，磁盘模型和喷流模型。轨道点模型被用作测试案例的情况下，而磁盘和喷流模型是物理驱动的情况下，基于标准的三维广义相对论磁流体动力学模拟的热吸积流。我们的研究结果进行了比较，目前可用的关闭阶段的观测限制。我们的研究结果表明，更多的模型与更接近的边缘上的视角是一致的观测限制。一般来说，射流和盘的几何形状可以再现类似的关闭阶段，为不同的观察和位置角度。因此，有利的黑洞自旋方向和它的大小是强烈的模型依赖。我们发现，喷流和磁盘模型可以解释目前的VLBI限制。我们的结论是，新的观测在1.3毫米，可能在更长的波长，包括其他三角形的VLBI基线是必要的解释Sgr A* 发射和推定的黑洞自旋参数。
2016-02-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing past mergers of supermassive black holes with pulsar timing arrays: The role of pulsar terms
Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）
研究利用脉冲星定时阵列探测已并合的超大质量黑洞双星，通过引力波信号中的脉冲项识别潜在源，预测平方公里阵列将能探测到具有高信噪比的此类源。
2026-08-26 astro-ph.HE gr-qc
Probing motion of fast radio burst sources by timing strongly lensed repeaters
由于快速射电暴（FRB）可能具有重复性，它们的宇宙学起源及其高发生率，因此在即将到来的射电巡天中，由于星系透镜的介入，探测到强透镜源是可能的。我们表明，如果使用独立于透镜建模的方法用VLBI解析重复源的多个图像，准确的计时可以揭示发射点的非均匀运动，无论是物理的还是表观的。这可以探测FRB及其周围环境的物理性质，如果FRB需要一个特殊系统中的致密恒星，则限制场景包括围绕恒星伴星的轨道运动，以及发射点位置可能随机变化的喷流-介质相互作用。FRB（$\sim {\rm ms}$）与星系透镜效应中图像之间的典型时间延迟（$\gtrsim 10\, {\rm days}$）相比，可能具有很高的定时精度，这使得能够测量延迟（$\sim 10^{-9}$）中的微小分数变化，从而检测由源、透镜和地球之间的相对运动引起的时间延迟变化。我们发现，统一的宇宙特有的速度只会导致延迟时间线性漂移，从地球的轨道运动的影响，可以准确地减去，从而使搜索非平凡的源运动。对于单个FRB源的$\sim 1\,$ ms的定时精度和每天的（检测到的突发的）重复率$\sim 0.05$，如果在数百天的时间段内看到重复，则垂直于视线的发射点的非均匀位移$\gtrsim 0.1 - 1\,$ AU是可检测的。
2017-09-07 astro-ph.HE gr-qc
Timing Gravity with Pulsars in the Strong Field
CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico – IST Universidade de Lisboa – UL（里斯本理工大学高级技术学院物理系中心）；Departamento de Física Fundamental, Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学基础物理系）；Insituto Universitario de Física Fundamental y Matemáticas (IUFFyM), Universidad de Salamanca（萨拉曼卡大学基础物理与数学研究所）
提出一种基于完全相对论光子传播时间计算的脉冲星计时新方法，用于表征银河系中心超大质量黑洞Sgr A*的性质，预测可将质量约束改进至少三个数量级。
2026-09-09 astro-ph.HE gr-qc
A Realistic Pulsar -- Supermassive Black Hole Timing Model
Peking University（北京大学）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
本文提出一个现实的脉冲星-超大质量黑洞定时模型，用于高精度测量SMBH周围时空并探索引力理论。
2026-07-22 astro-ph.HE gr-qc
Fresnel Models for Gravitational Wave Effects on Pulsar Timing
合并的超大质量黑洞双星产生低频引力波，这是脉冲星计时实验正在寻找的。目前的理论大多是在平面波形式主义中发展起来的，这里我们发展更一般的菲涅耳形式主义。我们表明，菲涅耳修正引力波定时残差模型允许新的测量，如直接测量的源距离的定时残差相位和频率，以及直接测量的啁啾质量从单色源。探测这些模型中的菲涅耳修正将需要未来的脉冲星定时阵列，其中包含我们银河系中更远的脉冲星（理想情况下在麦哲伦云的距离上），定时精度小于$100$ ns，距离不确定性降低到引力波长的量级。我们发现，啁啾质量为$10^9 \ \mathrm{M}_\odot$量级和轨道频率为$ω_0 > 10$ nHz的源是探测菲涅尔修正的良好候选者。在满足这些条件的情况下，对于$\sim 100$ Mpc以外的源，测得的源距离不确定度可以小于到源的距离的10%，源天空定位可以降低到亚弧分精度，并且对于1-Gpc以外的源，源体积定位可以小于$1 \ \text{Mpc}^3$。
2021-06-25 astro-ph.HE gr-qc
Probing Picohertz Gravitational Waves with Pulsars
Yale University（耶鲁大学）；University of Maryland（马里兰大学）；The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Florida（佛罗里达大学）
利用脉冲星定时参数的变化，首次提出贝叶斯方法探测皮赫兹引力波，提升灵敏度并探索未来观测对超大质量黑洞合并等现象的探测潜力。
2025-12-19 astro-ph.HE gr-qc
Probing Dark Contents in Globular Clusters With Timing Effects of Pulsar Acceleration
本文研究了脉冲星横向加速度与R $\rm{\ddot{o}}$ mer延迟的耦合效应引起的脉冲星计时残差。影响相对较小，通常可以忽略不计。只有对球状星团中的双星，它才可能是重要的。最大的剩余振幅是来自于靠近星团核心表面的脉冲星，约为几十纳秒，目前大多数球状星团很难识别。然而，位于星团中心的中等质量黑洞可以明显地增加时间余值。特别是对于最里面的核心区域中的双极子，它们的残余幅度可能是显著的。在每个星团的临界线以上的高星等残差是星团中心存在总质量相当的黑洞或暗遗迹的有力证据。我们还探讨了瞄准线加速度的时间效应。用蒙特卡罗方法模拟了视线加速度的分布。一个二维Kolmogorov-Smirnov测试进行重新检查的分布的一致性的模拟和报告的数据的各种值的参数的集群。结果表明，通过比较观测到的视线加速度分布与蒙特卡罗模拟的分布，可以很好地约束泰山5的结构参数。我们提供的集群有一个上限的中央黑洞/暗残余质量的$ \sim 6000 M_{\odot} $。
2021-09-19 astro-ph.HE
Granular mass perturbations on the pulsar - supermassive black hole system
Peking University（北京大学）；Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
通过数值模拟发现银河系中心恒星级黑洞颗粒状尖峰对脉冲星的扰动导致10-100秒的计时残差，并提出利用近星点数据和考虑光线传播中的参考系拖拽效应来测量超大质量黑洞参数。
2026-10-06 astro-ph.HE gr-qc
Probing supermassive black hole scalarization with Pulsar Timing Arrays
本文研究标量-张量理论中超大质量黑洞标量化对脉冲星计时阵列观测到的随机引力波背景的影响，发现标量化可改变特征应变且当前数据微弱偏好非零耦合尺度，但需排除天体物理效应的干扰。
2025-09-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing the magnetic field structure in Sgr A* on Black Hole Horizon Scales with Polarized Radiative Transfer Simulations
在黑洞吸积系统中，磁场被认为驱动吸积和相对论喷流，但控制这些现象的磁场结构仍然不确定。我们进行广义相对论（GR）偏振辐射转移的时间相关的三维GR磁流体动力学（MHD）模拟模型热同步辐射从银河系中心源人马座A $^\ast$（Sgr A*）。我们将我们的结果与事件视界望远镜（EHT）的新偏振测量结果进行比较，并展示了在可见度（傅立叶）域中的偏振如何区分和约束具有不同磁场结构的吸积流模型。这些模型包括由磁旋转不稳定性（MRI）驱动的磁盘中的小尺度场模型以及磁制动磁盘（MAD）中的大尺度有序场模型。我们还考虑了不同的电子温度和射流质量加载处方，控制磁盘，漏斗壁射流，和Blandford-Znajek驱动的漏斗射流的亮度。我们的模拟和观测之间的比较有利于模型与有序的磁场附近的黑洞事件视界在Sgr A*，虽然磁盘和喷流为主的发射可以令人满意地解释目前的EHT数据。我们表明，更强的模型约束应该是可能的，即将到来的圆极化和更高的频率（$349~{\rm GHz}$）的测量。
2016-01-21 astro-ph.HE gr-qc
Probing the Strong Gravity Region of Black Holes with eXTP
本文介绍eXTP任务结合光谱、时变和偏振技术，研究黑洞强引力区域，测量质量与自旋，检验广义相对论，并提升现有测量能力。
2025-09-08 astro-ph.HE gr-qc
Measuring the Spin of the Galactic Center Supermassive Black Hole with Two Pulsars
针对银心黑洞 Sgr A* 自旋测量依赖极短周期脉冲星的难题，本文提出联合两颗周期约 2–5 年的脉冲星计时观测量直接测定自旋，仿真显示精度可提升 2–3 个数量级。
2024-11-13 astro-ph.HE gr-qc
Infrared timing with SPICA: Probing the formation of stellar-mass compact object jets in real-time
在许多方面，时间域仍然是天文学研究中探索最少的参数空间。本文的目的是鼓励SPICA社区考虑快速红外定时观测的潜力。所考虑的具体例子是致密吸积物体中相对论性喷流的可变发射，其形成和动力机制我们仍然不了解。红外观测有可能使我们对吸积恒星质量黑洞和中子星中喷流形成所需的条件有基本的了解。这是因为粒子加速被认为是磁驱动的，并且光学薄和自吸收射流同步辐射之间的光谱转换位于红外线中。我们回顾最近的观察显示，我们有能力测量的关键物理参数的射流，其时间依赖于快速变化的条件下的吸积流周围的黑洞（在短短几秒钟的时间尺度）。SPICA将提供一个突破，在这一领域，因为它的灵敏度和宽带覆盖范围，我们详细介绍了一个例子SPICA观察短（几十毫秒）的时间尺度。我们相信，SPICA有可能对时域科学产生重大影响，我们讨论了一些技术要求，这将使之成为可能。
2013-10-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Probing Ultralight Bosons with Compact Eccentric Binaries
自旋黑洞通过超辐射过程可以大量产生超轻玻色子，并形成类氢光谱的束缚态。我们表明，这样的“引力原子”通常具有巨大的质量四极杆，并导致显着的轨道进动时，它与第二个紧凑的对象形成一个偏心二进制。动力学形成的黑洞双星或脉冲星-黑洞双星在它们的早期吸气期间是典型的偏心的。我们发现，大的轨道岁差可以在它们的引力波或脉冲星定时信号中产生明显的和可观测的信号。
2021-07-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing the accreting millisecond X-ray pulsar SAX J1808.4-3658 using the evolution of its spectral and aperiodic timing properties
本研究通过分析SAX J1808.4-3658 2022年爆发的多卫星数据，解析了其吸积盘与康普顿化日冕的光谱参数，发现本征氢介质的演化及两个非周期时变特征的起源，为中子星双星吸积机制研究提供了观测约束。
2025-09-16 astro-ph.HE
Probing the assembly history and dynamical evolution of massive black hole binaries with pulsar timing arrays
我们考虑脉冲星定时阵列（PTA）分析中的逆问题，调查什么样的天体物理信息的潜在的大质量黑洞二（MBHB）人口可以恢复从检测的随机引力波背景（GWB）。我们采用了一个物理动机的模型，连接GWB光谱的一系列参数描述的基本红移的MBHB质量函数的演变和典型的偏心率，他们获得的同时与密集的环境合并后的星系核相互作用。这允许将关于GWB的光谱形状的信息折叠到分析中。模型参数的先验假设是无信息的，并与目前缺乏安全的观测sub-parsec MBHB一致。我们探讨了目前的上限，以及未来的检测与各种PTA配置的影响。我们证实了我们以前的发现，目前的上限只能把一个上限的整体MBHB合并率。根据阵列的特性，未来的检测也可以以不同的保真度约束几个MBHB群体模型。特别是，同时检测到的频谱在高频率和弯曲在低频率的陡峭的MBHB质量函数和典型的离心率的吸气MBHB，提供MBHB天体物理学的见解不太可能通过任何其他手段实现强有力的约束。
2017-07-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing Massive Scalar Fields from a Pulsar in a Stellar Triple System
脉冲星计时观测精确地检验了广义相对论。最近，等级三元系PSR J0337+1715对强等效原理中违反的第五种力的存在提出了新的限制。许多替代的引力理论存在与大质量（伪）标量场来解释各种现象，从大尺度的宇宙加速膨胀到小尺度的QCD强CP问题。在这里，我们开发了一个通用的形式主义的第五力效应的理论，涉及大量的标量场所产生的，例如弦论。与PSR J0337测量，我们找到了最强的约束最简单的理论与一个大规模的标量场超越广义相对论，并在其他理论与轴子，暗物质介质，和更高的曲率修正推导出新的约束。这些结果表明，三重系统J0337为大质量标量场提供了严格的检验。
2020-06-03 astro-ph.HE gr-qc
The NANOGrav 12.5-Year Data Set: Probing Interstellar Turbulence and Precision Pulsar Timing with PSR J1903+0327
本研究利用NANOGrav 12.5年数据集，通过构建脉冲形状模型结合最优脉冲展宽函数，测定毫秒脉冲星J1903+0327的散射特性，揭示星际散射对脉冲星计时精度的影响机制。
2024-11-12 astro-ph.HE
Multiwavelength Light Curves of Two Remarkable Sagittarius A* Flares
Sgr A* 是位于银河系中心的超大质量黑洞（SMBH），是X射线、近红外（NIR）和亚毫米（submm）辐射的可变源，因此是研究质量吸积流到黑洞和/或相关喷流上产生的电磁辐射的主要候选者。解开这种变化的电源和发射机制是一个核心的挑战，我们了解吸积流周围SMBH。同时对通量变化及其时间相关性进行多波长观测，可以在更好地了解可能的发射机制及其起源方面发挥重要作用。本文介绍了两个耀斑的观测结果，这两个耀斑都明显违反了以前建立的模式，在相对时间的亚毫米/近红外/X射线耀斑从Sgr A*。其中一个事件提供了近红外和亚毫米级通量增加之间的同时期结构的第一个证据，而第二个事件是亚毫米级/X射线/近红外通量增加序列的第一个例子，所有发生在~1 hr. Each这两个事件似乎颠覆了假设，一直是一些分析模型的基础上耀斑在Sgr A*。然而，不能排除这些事件，即使不寻常，只是巧合。这些观察结果表明，我们并没有完全理解的起源的多波长变异性的Sgr A*，并表明，有一个持续的和重要的需要长期的，协调的，精确的多波长观测的Sgr A*，以表征全范围的变异行为。
2018-07-19 astro-ph.HE
Probing ultralight scalar, vector and tensor dark matter with pulsar timing arrays
本研究计算脉冲星计时阵列对超轻玻色子暗物质的全频段探测能力，发现可将低质量探测范围延伸超三个数量级，利用现有15年数据可约束暗物质占比，并推广至矢量、张量暗组分探测预测。
2024-06-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing Ultralight Axion-like Dark Matter: A Pulsar Timing Arrays-Pulsar Polarization Arrays Synergy
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；School of Physics Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Department of Physics and Jockey Club Institute for Advanced Study, The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学物理系及赛马会高等研究院）；Hunan Normal University（湖南师范大学）；Australia Telescope National Facility, CSIRO, Space and Astronomy（CSIRO空间与天文部澳大利亚望远镜国家设施）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））；Leibniz Universit¨at Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；Department of Physics, Faculty of Arts and Sciences, Beijing Normal University, Zhuhai（北京师范大学珠海校区艺术与理学院物理系）；Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of Theoretical Physics, Chi（理论物理研究所）
本文探讨了脉冲星定时阵列与极化阵列协同探测超轻轴子状暗物质的方法，分析了非高斯性对信号检测的影响，并提出了改进的分析框架。
2026-02-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Simultaneous X-ray and Infrared Observations of Sagittarius A*'s Variability
来自Sgr A* 的发射在X射线和红外（IR）波长处高度可变。在过去的20年里，观测发现X射线耀斑上升到静止的热背景之上，大约每天一次，而来自Sgr A* 的微弱X射线耀斑在恒定的热发射之下是无法检测到的。相反，观察到Sgr A* 的IR发射是连续可变的。最近，同步观测表明，在每一个不同的X射线耀斑发生的同时，红外通量密度也会上升，而相反的情况并不总是正确的（红外辐射的峰值可能与X射线耀斑不一致）。表征这些同时发生的X射线/IR事件的行为并测量它们之间的任何时间延迟可以约束Sgr A* 的吸积流和耀斑发射机制的模型。利用斯皮策太空望远镜和钱德拉X射线天文台之间协调活动的100多个小时的数据，我们提出了迄今为止最长的同时IR和X射线观测的结果。在这一前所未有的数据集中，IR和X射线光变曲线之间的交叉相关性，其中包括四个适度的X射线/IR耀斑，表明在X射线中的耀斑可能导致IR约10-20分钟，置信度为68%。然而，时滞的99.7%置信区间也包括零，即，扩口在统计学上与结晶性保持一致。长时间和同时多波长观测额外的明亮耀斑将提高我们的能力，以限制耀斑的时间特性和发射机制，必须是银河系中心观测活动的优先事项。
2018-12-14 astro-ph.HE
Probing spectral and timing properties of the X-ray pulsar RX J0440.9+4431 in the giant outburst of 2022-2023
该研究利用NICER观测分析了X射线脉冲星RX J0440.9+4431在2022-2023年巨爆发中的光谱和时变特性，发现脉冲周期减小、HID转变及发射线演化，并据此估算中子星磁场强度。
2023-09-14 astro-ph.HE
Probabilistic Interpolation of Sagittarius A*'s Multi-Wavelength Light Curves Using Diffusion Models
University of Montreal（蒙特利尔大学）；Ciela - Montreal Institute for Astrophysical Data Analysis and Machine Learning（Ciela - 蒙特利尔天体物理数据分析与机器学习研究所）；Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ)（魁北克天体物理学研究中心）；McGill University（麦吉尔大学）；Trottier Space Institute at McGill（麦吉尔大学特罗蒂尔太空研究所）；Mila - Quebec Artificial Intelligence Institute（Mila - 魁北克人工智能研究所）；UCLA（加州大学洛杉矶分校）；Max Planck Institute for Radio Astronomy（马克斯·普朗克射电天文研究所）
本文提出利用扩散模型对Sgr A*多波段光变曲线进行概率插值，以提高多波段变异性重建的精度和不确定性估计。
2026-01-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
Probing X-ray Timing and Spectral Variability in the Blazar PKS 2155-304 Over a Decade of XMM-Newton Observations
本研究利用 XMM-Newton 15 年的 22 次观测数据，对 TeV blazar PKS 2155-304 的 X 射线时序和光谱变化进行了全面分析，揭示了其日内变化特性、双峰通量状态及光谱折断现象，为理解非热喷流过程提供了重要见解。
2025-02-01 astro-ph.HE
A time-dependent jet model for the emission from Sagittarius A*
银河系中心的超大质量黑洞Sgr A* 的发射源仍然未知。耀斑和来自多波长活动的数据提供了关于Sgr A* 本身性质的重要线索。在这里，我们试图约束的宽带发射和射电耀斑从Sgr A* 的物理起源。我们开发了一个随时间变化的喷流模型，这是第一次允许一个比较模型的预测与耀斑数据从Sgr A*。考虑到相关的冷却机制，我们计算了频率依赖的时间滞后和光球的大小预计在喷流模型。然后将预测的滞后和大小与最近的观测结果进行比较。所观察到的时间滞后和大小-频率关系的模型再现良好。结合的时间和结构信息强烈限制流出的速度是温和的相对论性，和无线电耀斑很可能是由一个短暂的增加，在进入喷流的物质。该模型还预测了其他波长的光变曲线和结构信息，这些信息可以在不久的将来通过观测进行测试。结果表明，含时的相对论性喷流模型可以成功地再现：（1）Sgr A* 的静态宽带光谱能量分布，（2）观测到的22和43 GHz光变曲线形态和时间滞后，以及（3）频率-尺寸关系。结果表明，观察到的发射在射频从Sgr A* 是最容易解释的分层，光学厚，温和的相对论性喷流流出。依赖于频率的测量时间滞后和固有的源的大小提供了强有力的约束的批量运动的射流等离子体。
2009-11-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing Dynamics of Electron Acceleration with Radio and X-ray Spectroscopy, Imaging, and Timing in the 2002 Apr 11 Solar Flare
通过对2002年4月11日耀斑的射电和X射线观测资料的详细分析，并结合三维模拟，确定了耀斑加速区直接产生的射电辐射分量。该加速区域无线电分量具有明显不同的（i）光谱，（ii）光变曲线，（iii）空间位置，并且因此（iv）物理参数，其不同于单独识别的、捕获的或沉淀的电子分量的物理参数。为了得到射电源的物理参数的演变，我们应用前向拟合的无线电频谱的时间序列与回旋同步源函数与5至6个自由参数。在加速区的贡献占主导地位的阶段，X射线和射电导出的电子能谱指数彼此一致。在这段时间内，加速电子谱的最大能量随时间单调增加，在大约一分钟的持续时间内从~ 300 keV增加到~ 2 MeV，这表明加速过程的形式是幂律尾的增长;加速区中的快电子停留时间约为2 - 4秒，其比飞行时间长得多，因此需要强扩散模式以抑制自由流传播。加速区有一个相对较强的磁场，B ~ 120 G，热密度较低，小于2 × 10^9 cm^-3。这些加速区域的属性是一致的随机加速机制。
2013-03-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Prospects for Probing the Spacetime of Sgr A* with Pulsars
在围绕Sgr A* 的紧凑轨道上发现射电双星将允许对超大质量黑洞的时空进行前所未有的详细调查。本文表明，脉冲星计时，包括一个单一的脉冲星，有可能提供新的测试广义相对论，特别是它的宇宙审查猜想和无毛定理旋转黑洞。这些实验可以通过100微秒精度的定时观测来进行，对于频率高于15 GHz的正常脉冲星，可以使用平方公里阵列来实现。基于标准的脉冲星计时技术，我们开发了一种方法，可以确定的质量，自旋和四极矩的Sgr A*，并提供了一致的协方差分析的测量误差。此外，我们测试这种方法在详细的模拟数据模拟。似乎只有在轨道周期低于0.3年时，才有可能出现可忽略不计的外部扰动。对于这样的轨道，如果Sgr A* 在快速旋转，我们预计在5年内会有约10^-3的标架拖曳检验和约10^-2的无毛定理检验。我们的方法也能够识别由Sgr A* 周围的分布质量引起的扰动，从而在这些重力测试中提供高置信度。我们的分析不受我们对银河系中心R 0距离的不确定性的影响。将脉冲星计时与恒星轨道的天体测量结果相结合，将大大提高R 0的测量精度。
2011-12-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing the energy and luminosity-dependent spectro-timing properties of RX J0440.9+4431 with AstroSat
本研究利用AstroSat观测分析Be/X射线双星脉冲星RX J0440.9+4431爆发期的光谱与时变特性，首次发现其mHz准周期振荡频率随光子能量变化，对现有QPO模型提出挑战。
2024-09-17 astro-ph.HE
Probing the X-ray Spectra of Alpha Coronae Borealis
本文对XMM-Newton观测到的最亮的食系统Alpha Coronae Borealis的X射线观测进行了详细的光谱和时间分析。我们从热等离子体模型金属中得到了一些元素（O，Mg，Si和Fe）的丰度，并从简单的高斯线轮廓中得到了1.3KeV的发射线。从光变曲线可以看出，在地图的左下角有一个很强的活动区域，靠近G分量的边缘，并且在某些部分增加，这意味着一个从左下角到右上角对角穿过G星盘的带，靠近投影中心。
2019-11-08 astro-ph.HE
Probing primordial black holes from a first order phase transition through pulsar timing and gravitational wave signals
本文研究由暗一阶相变中费米球坍缩形成的原初黑洞，评估脉冲星计时阵列对其探测灵敏度，并结合伴随引力波信号，给出可被SKA探测的参数空间。
2023-07-12 astro-ph.HE hep-ph
NuSTAR discovery of a 3.76-second transient magnetar near Sagittarius A*
我们报告发现3.76秒的脉动，从一个新的爆发源附近的Sgr A* 观察NuSTAR天文台。来自SGR J1745-29的强信号在3-10 keV频带中呈现出以脉冲分数27+/-3%调制的复杂脉冲轮廓。相隔9天的两次观测得出的自旋下降速率为Pdot =（6.5+/-1.4 x10 ^{-12}。这意味着旋转偶极子模型的磁场B = 1.6 × 10^14 G，自旋下降功率Edot = 5 × 10^33 erg/s，特征年龄P/2 Pdot = 9 × 10^3 yr。然而，当前Pdot可能不稳定，特别是在爆发期间。在观测过程中，通量和调制保持稳定，3-79 keV的光谱可以用黑体加幂律模型很好地拟合，温度kT_BB = 0.96+/-0.02 keV，光子指数= 1.5+/-0.4。NuSTAR和Swift测量的中性氢柱密度（nH ~ 1.4x10^23 cm^{-2}）表明SGR J1745-29位于银河系中心或附近。在已发表的钱德拉巡天星表中，X射线星表的缺失使得2-8 keV的静态亮度极限为Lx ~< 10^32 erg/s。爆发、时间和光谱特性表明，一颗瞬变磁星正在经历一次爆发，其亮度为2-79 keV，最高可达3.5x10^35 erg/s，距离为8 kpc。SGR J1745-29加入了一个不断增长的瞬变磁星子类，表明许多静止磁星在X射线波段仍然没有被探测到，或者已经被探…
2013-05-15 astro-ph.HE
Probing heartbeat oscillations from the black hole X-ray binary GRS 1915+105 using spectral-timing analysis
St. Xavier’s College（圣泽维尔学院）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
研究通过光谱-时间分析探测GRS 1915+105的心跳振荡，发现内盘温度与内半径的反相关性，并揭示了辐射压力不稳定性驱动的盘-冕耦合机制。
2026-07-07 astro-ph.HE
Proper Time Shifts in Pulsar Timing Arrays
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本文为脉冲星计时阵列建立了规范不变的本征时间偏移框架，将其分解为多普勒、夏皮罗和爱因斯坦延迟，并提供计算残差的通用方法，可直接用于搜索新物理。
2026-09-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing Dynamics of Phase Transitions occurring inside a Pulsar
在脉冲星的演化过程中，其致密内部可能发生各种相变，如超流相变，以及向量子色动力学（QCD）的各种奇异相的相变。我们提出了一种技术，它允许探测这些阶段和相关的过渡检测所产生的密度变化和波动在过渡期间影响恒星的转动惯量的恒星旋转的变化。我们的研究结果表明，这些变化可能是可观察到的，并可能解释毛刺和（最近观察到的）反毛刺。精确测量脉冲星的时间和强度调制（由于转动惯量的非对角分量的发展而产生的恒星摆动）可以用来确定脉冲星核心内部发生的特定相变。我们还讨论了观测引力波的可能性，从四极矩的变化所产生的这些迅速发展的密度波动。
2014-12-13 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Pulsar tests of the graviton mass
在爱因斯坦的广义相对论中，引力是用一个无质量的自旋为2的度规场来描述的，而广义相对论中包含引力子的质量项对引力和宇宙学有着深远的意义。除了在太阳系中进行的引力实验和最近的引力波（GW）实验外，脉冲星计时观测为检验引力子的无质量性提供了补充手段。在这篇文章中，我概述了三种方法在探测引力子的质量从精确计时的双星通过修改的引力辐射（因此，所观察到的阻尼率的轨道周期），以及从脉冲星定时阵列（PTA）的实验通过修改的Hellings-Downs角相关曲线。这些测试探索引力在运动学和动力学方面的不同方面，补充了其他类型的测试，并为引力的基本理论提供了有价值的信息。
2020-09-15 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Accretion of Magnetized Stellar Winds in the Galactic Centre: Implications for Sgr A* and PSR J1745-2900
观测到的旋转措施（RM）对银河系中心磁星和人马座A* 提供了一个强大的约束MHD模型的银河系中心吸积流，探测距离黑洞分离的许多数量级。我们表明，使用3D模拟的吸积通过磁化恒星风的沃尔夫-拉叶星轨道的黑洞，观察到的脉冲星PSR J1745-2900的大，时变RM可以解释附近的恒星在顺时针恒星盘的磁化风-风冲击。在相同的模拟中，在2-10 $''$上积分的总X射线光度、磁星色散测量的时间变化以及朝向人马座A* 的RM都与观测一致。我们认为（为了使脉冲星的大RM不是先验不可能的）脉冲星应该在一个轨道上，使其保持在恒星顺时针盘附近。我们提出了一个2D RM地图的中央1/2秒差距的银河系中心，可用于测试我们的模型。我们的模拟预测，Sgr A* 通常是吸积一个显着有序的磁场，最终可能会导致一个强磁化流与通量穿过视界在$\sim$ 10 $\%$的磁逮捕的限制。
2018-11-22 astro-ph.HE
Probing stellar winds and accretion physics in high-mass X-ray binaries and ultra-luminous X-ray sources with LOFT
这是一份支持大型X射线定时观测站（LOFT）飞行任务概念的白皮书，该观测站被提议作为欧空局的一项中型飞行任务。我们讨论了LOFT在研究高质量X射线双星和超亮X射线源方面的潜力。关于摘要，我们参考了该文件。
2015-01-16 astro-ph.HE
Probing the accretion geometry of black hole X-ray binaries: A multi-mission spectro-polarimetric and timing study
本文利用 IXPE、NICER、NuSTAR 和 AstroSat 的准同时观测，对十二个黑洞X射线双星进行光谱偏振与时变分析，通过偏振度与康普顿化参数的相关性约束盘-冕几何，发现部分源存在截断盘内径向延展的冕。
2025-11-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Probing the emission physics and weak/soft population of Gamma-Ray Bursts with LOFT
这是一份支持大型X射线定时观测站（LOFT）飞行任务概念的白皮书，该观测站被提议作为欧空局的一项中型飞行任务。我们讨论了LOFT在伽马射线暴研究中的潜力。关于摘要，我们参考了该文件。
2015-01-12 astro-ph.HE
Constraining nonperturbative strong-field effects in scalar-tensor gravity by combining pulsar timing and laser-interferometer gravitational-wave detectors
脉冲星计时和引力波（GW）探测器是研究强场区域引力理论的极好实验室。在这里，我们结合这些工具来测试单标量张量理论的Damour和Esposito-Far{è}se（DEF），预测非微扰标量化现象的中子星（NS）。首先，应用马尔可夫链蒙特卡罗方法，我们利用由NS和白矮星组成的五个双星系统的脉冲星定时观测中偶极辐射的缺失，以及NS的十一个状态方程（EOSs），导出DEF标量张量理论的两个自由参数的最严格约束。由于双星脉冲星的边界取决于NS质量和EOS，我们发现目前的脉冲星定时观测留下了标量化窗口，即，标量化仍然可以突出的参数空间区域。然后，我们调查，如果这些标量化窗口可以被关闭，如果脉冲星定时约束可以改善激光干涉仪GW探测器，当自发（或动态）标量集在早期（或晚期）阶段的二进制NS（BNS）的演变。对于携带恒定标量电荷的BNS的早期螺旋，我们采用Fisher矩阵分析来表明，Advanced LIGO可以改善某些EOS的脉冲星定时约束，而下一代探测器，如宇宙探测器和爱因斯坦望远镜，将能够改善所有11个EOS的这些界限。使用BNS的后期螺旋，我们估计，对于一些正在考虑的EOS的动态标量化的发病可以发生足够早，以改善DEF参数的约束，通过结合五个二进制的BNS。因此，在不久的将来，脉冲星定时和地面上的GW的直接观测的互补性将是非常有价值的，在强场制度的引力理论探索。
2017-09-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Probing the properties of the pulsar wind via studying the dispersive effects in the pulses from the pulsar companion in a double neutron-star binary system
脉冲星风中$e^\pm$的速度和密度分布是磁层模型的重要区别，也是决定脉冲双星高能辐射的关键参数。在这项工作中，提出了一种直接的方法，这可能探测风的双脉冲双星的一个脉冲星的属性。当来自第一形成脉冲星的无线电信号穿过来自年轻伴星的脉冲星风中的相对论性$e^\pm$流时，不同射频的分量将被分散。它将引入一个额外的依赖于频率的脉冲到达时间延迟，这是轨道相位的函数。在本文中，我们用脉冲星风的性质来表示上述色散延迟。作为例子，我们将该公式应用于双脉冲星系统PSR J 0737 - 3039 A/B和脉冲星-中子星双星PSR B 1913 +16。对于PSR J 0 737 - 30 39 A/B，在最佳脉冲星风参数下，上合点附近30 0 MHz处的时间延迟为$\lesssim10μ$ s，是当前定时精度的$\sim$的一半。对于PSR B 1913 +16，假设中子星具有典型的自旋光度$10^{33}$，ergs/s，则在300 MHz处的时间延迟为$10\sim20μ$ s.该脉冲星的最佳计时精度为1400 MHz的$\sim5μ$ s。因此，我们有可能在档案数据中找到这种信号。否则，我们可以设置自旋下降光度的上限。类似分析也适用于其它11颗已知脉冲星-中子星双星
2017-08-30 astro-ph.HE
Observing Radio Pulsars in the Galactic Centre with the Square Kilometre Array
银河系中心射电星的发现和计时是SKA科学案例的一个基本方面，回应了“脉冲星和黑洞引力的强场测试“的主题（Kramer et al. 2004; Cordes et al. 2004）。脉冲星在许多方面都被证明是测试广义相对论和其他引力理论的绝佳工具（参见Wex（2014）的最新评论）。在环绕伴星的轨道上对脉冲星计时，提供了一种独特的方法来探测这样一个系统的相对论动力学和时空。在强磁场条件下，最严格的重力测试预计将来自绕黑洞运行的脉冲星。从这个意义上说，在距离我们最近的超大质量黑洞候选者人马座A* 周围的近轨道（$P_{\rm orb}$ < 1 yr）上的脉冲星-在银河系中心的距离约为8.3 kpc（Gillessen et al. 2009 a）-将是理想的工具。考虑到轨道的大小和与之相关的相对论效应，即使是一颗缓慢旋转的脉冲星也可以让我们对黑洞时空进行非常详细的探索（Liu et al. 2012）。例如，测量由超大质量黑洞的旋转引起的坐标系拖曳，就可以检验“宇宙审查猜想”。“无毛定理”可以通过测量黑洞的四极矩来检验。这是对人马座A* 周围的脉冲星进行引力基础研究的两个最好的例子。正如这里所示，SKA 1-MID和最终的SKA将提供机会，开始在这种极端环境中寻找和计时的卫星。
2015-01-01 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Sgr A* and General Relativity
广义相对论已经在弱引力场中得到了广泛的检验，但在强场体系中仍然基本上没有得到检验。根据无毛定理，广义相对论中的黑洞只依赖于它们的质量和自旋，并由克尔度规描述。质量和自旋是克尔时空的前两个多极矩，并完全决定了所有的高阶矩。无毛定理和广义相对论可以通过测量影响高阶矩的克尔度规的潜在偏差来检验。人马座A*（Sgr A*）是广义相对论精确测试的主要目标，在电磁波谱上进行了几次实验。首先，用现有的和新的仪器对围绕Sgr A* 轨道运行的恒星进行近红外监测，预计将解决它们的轨道岁差问题。第二，银河系中心附近的射电双星的定时观测可能会检测到由Sgr A* 的自旋和四极矩引起的特征残差。第三，事件视界望远镜是一个由毫米和亚毫米望远镜组成的全球网络，其目的是在视界尺度上研究Sgr A*，并利用甚长基线干涉测量技术对它投射在周围吸积流上的阴影进行成像。近红外和VLBI观测也可以检测到准周期变化的排放从吸积流的Sgr A*。在这篇评论中，我讨论了我们目前对Sgr A* 时空的理解，以及在不久的将来用近红外、计时和VLBI观测来测试其克尔性质的前景。[删节]
2016-05-09 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
PG 1211+143: probing high frequency lags in a high mass AGN
我们提出了四个存档的XMM牛顿观测PG 1211+143的时序分析。该源以其光谱复杂性而闻名，包括强烈的软过剩和不同的吸收系统。软能带（0.3-0.7千电子伏）的滞后检测在所有四个观测，在频率范围$ν\lsim 6 \times 10^{-4}$ Hz，硬滞后，类似于那些观察到的黑洞X射线双星，通常是在较小的质量活动星系核。滞后幅度是能量依赖性的，显示出两个明显的趋势连接到两个通量水平，在该源被观察到。结果进行了讨论的背景下，磁盘和/或电晕后处理的情况下，磁盘风模型。与1H 0707-495的高频负滞后的相似性被强调，如果得到证实，它们将支持这样的假设，即PG 1211+143的滞后代表了相同的潜在机制的签名，其时间特征与中心物体的质量成比例。
2011-08-17 astro-ph.HE
A spider timing model: accounting for quadrupole deformations and relativity in close pulsar binaries
蜘蛛毫秒双星与一些食后共包络系统和激变变星一起，是具有低质量伴星的紧凑双星的扩展类别的一部分，其中令人困惑的时间异常已经被观察到。其中最突出的不规则性是轨道周期变化，这种现象被认为是由伴星的引力四极矩变化引起的。对这些系统的时序进行物理上合理的建模是了解其结构和演变的关键。在本文中，我们认为，一个完整的定时模型必须考虑相对论修正以及旋转和潮汐引起的四极畸变。我们解决了由此产生的轨道动力学微扰理论，并推导出相应的定时模型在低偏心率限制。我们发现，预期的伴星强四极形变的结果在一个有效的最小轨道偏心率。它伴随着一个快速的近星点岁差，如果不考虑它的话，它会使上述偏心率的任何测量值趋于平均。我们表明，与我们的模型，偏心率和岁差的检测很可能是在许多，如果不是所有的蜘蛛脉冲星系统。结合光学光变曲线，这将使我们能够测量拱点运动常数，将四极形变与内部结构联系起来，从而为探索其奇异恒星内部的性质打开了一扇新的窗口。此外，更精确的计时可能最终导致蜘蛛星用于高精度计时实验，如脉冲星计时阵列。
2019-12-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Testing space-time geometries and theories of gravity at the Galactic Center with pulsar's time delay
本研究开发了计算银河系中心脉冲星光子全相对论传播时间的通用数值方法，可用于检验多种时空几何与引力理论，发现计时残差偏差可达数个数量级，有望被未来射电望远镜探测到。
2023-07-13 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Chandra Spectral and Timing Analysis of Sgr A*'s Brightest X-ray Flares
我们分析了从人马座A* 探测到的两个最亮的钱德拉X射线耀斑，其峰值亮度比静态X射线发射大600倍和245倍。最亮的耀斑有一个独特的双峰形态-它持续5.7千秒（$\sim 2$小时），快速上升时间为1500秒，衰减时间为2500秒。第二次耀斑持续3.4千秒，上升和衰减时间分别为1700秒和1400秒。这些明亮的耀斑明显比静止更难：第一个具有幂律光谱指数$Γ= 2.06\pm 0.14$，第二个具有$Γ= 2.03\pm 0.27$，与静止吸积流的$Γ= 3.0\pm0.2$相比。这些光谱指数（以及耀斑硬度比）与以前探测到的Sgr A* 耀斑一致，表明明亮和微弱的耀斑产生于类似的物理过程。利用最亮的耀斑的长持续时间和高信噪比，我们寻找耀斑内的变化和检测多余的X射线功率在频率为$ν\approx 3$兆赫，但它是一个仪器的工件，而不是天体物理学的起源。我们没有发现其他证据（在95%的置信水平）的周期性或准周期性的变化，无论是耀斑的时间序列。我们也寻找非周期性的过剩功率，但没有找到令人信服的证据，在功率谱。像这样的明亮耀斑仍然是我们最有希望的途径，用于确定Sgr A* 在X射线中的短时间尺度变化，这可能会探测X射线发射区域的特征尺寸尺度。
2019-12-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing the sensitivity of CTAO-N LSTs observations at large zenith angles to the multi-TeV gamma-ray emission from the inner 10 parsecs of the Galactic Center
本文通过模拟CTAO-N四台LST大天顶角观测，首次证明其能在未来数年内区分银河系中心多TeV辐射的暗物质、轻子和强子起源情形。
2025-06-04 astro-ph.HE
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
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
Analysis of Multi-Hour Continuous Observations of Seven Millisecond Pulsars
精确的脉冲星计时可用于各种天体物理学测试，从探测引力波到探测星际介质（ISM）的性质。在这里，我们分析了七颗毫秒脉冲星（MSP）连续多小时观测的脉冲星计时残差的噪声贡献。我们目前的闪烁带宽测量样品中的所有MSP，一些第一次，和闪烁时标测量和下限的所有MSP的第一次。此外，我们提出了上限的脉冲相位抖动的贡献，所有MSP的定时残差。这些长时间的观测也使我们能够将色散测量（DM）的变化限制在几个毫秒的时间尺度上。我们发现，在这些时间尺度上研究的任何MSP中没有明显的DM变化。鉴于新的射电望远镜，如加拿大氢强度测绘实验（CHIME），这将是能够时间许多天文学家在很短的时间，每天，我们搜索的时间精度的差异，从连续的TOA和从等效长度的时间不连续的TOA。正如预期的那样，我们发现样本中任何MSP的精度都没有差异。我们得出结论，TOA的变化是一致的预期分解成模板拟合，抖动和闪烁误差。
2020-01-06 astro-ph.HE
