利用偏振提高毫秒脉冲星的授时精度

脉冲星定时可以对基础物理进行最严格的测试。通过监测稳定的毫秒脉冲星(MSP)群(称为脉冲星定时阵列(PTA))的脉冲到达时间(ToAs)，可以探测纳赫兹引力波(GW)。使用 PTA 成功检测 GW 需要尽可能高的计时精度。

脉冲星的计时精度受到许多噪声影响的限制，包括脉冲星本身、沿视线的星际介质以及测量过程引入的噪声。在短时间尺度上，噪声通常以白噪声为主，其中包括辐射计噪声、抖动噪声和闪烁噪声。

在《天体物理学杂志》发表的一项研究中，中国科学院新疆天文台(XAO)的王双强及其合作者利用500米口径球面射电望远镜(FAST)获得的数据开展了一项研究MSP 中的白噪声。

研究人员展示了国际脉冲星定时阵列样本中 12 个 MSP 的辐射计噪声、抖动噪声和闪烁噪声的测量结果。

他们发现不同的脉冲星表现出不同程度的抖动噪声。闪烁噪声的贡献可能可以忽略不计，并且抖动噪声大于辐射计噪声，使其成为白噪声的主要组成部分。因此，抑制抖动噪声对于GW的检测非常重要。

此外，研究人员还采用了一种新方法，即矩阵模板匹配，它通过使用所有四个斯托克斯参数而不是仅使用斯托克斯 I 来生成 ToA，以减轻抖动噪声。

他们发现使用这种方法可以将抖动噪声降低6.7%至39.6%。因此，矩阵模板匹配是提高脉冲星授时精度的一种有价值的方法。

将来，该方法将通过 FAST 应用于大型 MSP 数据集。