脉冲星探测时引力波基本原理
脉冲星探测时引力波基本原理
脉冲星探测时引力波基本原理脉冲星测时探测引力波出发点脉冲星脉冲辐射具有相当稳定的周期，可以当成标准时钟：例如：PSRJ0437-4715周期为5.757451831072007±0.000000000000008ms而引力波改变时空结构，引起脉冲辐射到达时间（标准时钟）的变化
脉冲星探测时引力波基本原理 脉冲星测时探测引力波出发点： 脉冲星脉冲辐射具有相当稳定的周期，可以 当成标准时钟；例如: PSR J0437-4715 周期为: 5.757451831072007 0.000000000000008 ms 而引力波改变时空结构，引起脉冲辐射到达时间 (标准时钟) 的变化
Z★ PulsarGWCOSCOSXCOSaaoYSolarsy.stem2X建立的坐标系使引力波沿之轴方向传播，脉冲星与32轴的夹角余旋分别为Q1、Q2和α3，h+和h×是引力波的独立两个偏振分量ds? = c2dt? -[(1 + h.)dx? +(1- h )dy2 + 2h,dxdy + dz2]
2 2 2 2 2 2 ds c dt h dx h dy h dxdy dz [(1 ) (1 ) 2 ] = − + + − + + + +
考虑到望远镜接收的是脉冲星辐射的电磁波，ds=0cedt- d + ( i - i) a/ah (af -α2)+2h,αjα2)d(ct - 2) = -dzα(1 +αg)2(1 +αg)假设△tp是脉冲星脉冲辐射的时间间隔，△tE是望远镜接收到的间隔脉冲频率（单位时间接收到的脉冲数目）的变化率为AV△tp(αi-α2)(h-h)+20102(h-h)1△tEV2(1 + Q3)其中hE和hP分别是在地球和脉冲星位置的引力波强度。引力波引起的脉冲辐射到达时间残差为hTobsAvR :dt=V2元fJO
2 2 3 1 2 1 2 3 3 ( ) 2 (1 ) ( ) (1 ) 2(1 ) h h d ct z dz + − + − − = − + + ~ 2 h f c
脉冲星测时探测引力波频率·假设脉冲星测时间隔为△t，数据点总数为N根据离散傅立叶变换，数据测量的最大频率是1/(2A最小频率是1/ (N△t) = 1 / T自前的观测项目（如PPTA）或者未来计划（如SKA△t ~ 2-3weekT =5-10yearhR~·脉冲星测时对低频敏感：f脉冲星测时探测10-Hz<fcw引力波!
• 假设脉冲星测时间隔为 ，数据点总数为N， 根据离散傅立叶变换，数据测量的最大频率是 ，最小频率是 。 t 1/ (2 ) t 1/ ( ) 1/ N t T 脉冲星测时探测引力波频率 • 目前的观测项目（如PPTA）或者未来计划（如SKA）， − t week ~ 2 3 T year = −5 10 • 脉冲星测时对低频敏感： ~ h R f • 脉冲星测时探测 10 10 − − 9 6 Hz f Hz GW 引力波！