毫秒脉冲星极化技术提高定时精度

文章标题：利用极化改善毫秒脉冲星的定时精度

毫秒脉冲星的定时可以实现对基本物理的最严格测试。通过监测稳定的毫秒脉冲星（MSPs）的脉冲到达时间（ToAs），即所谓的脉冲星定时阵列（PTA），可以探测纳赫兹级引力波（GWs）。GWs的成功检测需要尽可能高的定时精度。

脉冲星的定时精度受许多噪声贡献的限制，包括由脉冲星本身、沿视线的星际介质和测量过程引入的噪声。在短时间尺度上，噪声通常主要由白噪声构成，包括辐射计噪声、抖动噪声和闪烁噪声。

中国科学院新疆天文台（XAO）的王双强及其合作者在《天体物理学杂志》发表了一项研究，使用从五百米口径球面射电望远镜（FAST）获得的数据，对MSPs中的白噪声进行了研究。

研究人员提出了12个MSPs的辐射计噪声、抖动噪声和闪烁噪声的测量结果，并发现不同的脉冲星显示不同水平的抖动噪声。闪烁噪声的贡献可能微不足道，而抖动噪声大于辐射计噪声，在白噪声中占主导地位。因此，减轻抖动噪声对于GWs的检测至关重要。

此外，研究人员还采用了一种新方法，即矩阵模板匹配，该方法生成ToAs时使用全部四个Stokes参数，而不仅仅是Stokes I，以减轻抖动噪声。

他们发现，通过使用这种方法，抖动噪声可以减少6.7%至39.6%的范围。因此，矩阵模板匹配是改善脉冲星定时精度的宝贵方法。

未来，这种方法将应用于FAST的大型MSPs数据集中。