La synchronisation du pulsar permet les tests les plus rigoureux de la physique fondamentale. En surveillant les temps d'arrivée des impulsions (ToAs) d'un ensemble de pulsars millisecondes (MSP) stables, connu sous le nom de réseau de synchronisation de pulsars (PTA), il est possible de détecter des ondes gravitationnelles nanohertz (GW). Le succès de la détection de GW avec les PTA nécessite la plus grande précision temporelle possible.
La précision temporelle d'un pulsar est limitée par de nombreuses contributions sonores, notamment celles introduites par le pulsar lui-même, le milieu interstellaire le long de la ligne de visée et le processus de mesure. Sur des échelles de temps courtes, le bruit est généralement dominé par le bruit blanc, qui comprend le bruit du radiomètre, le bruit de gigue et le bruit de scintillation.
Dans une étude publiée dans The Astrophysical Journal , Wang Shuangqiang de l'Observatoire astronomique du Xinjiang (XAO) de l'Académie chinoise des sciences et ses collaborateurs ont utilisé les données obtenues du radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST) pour mener une étude du bruit blanc dans les MSP.
Les chercheurs ont présenté des mesures du bruit du radiomètre, du bruit de gigue et du bruit de scintillation de 12 MSP qui font partie de l'échantillon International Pulsar Timing Array.
Ils ont découvert que différents pulsars présentent différents niveaux de bruit de gigue. La contribution du bruit de scintillation est probablement négligeable et le bruit de gigue est plus important que le bruit du radiomètre, ce qui en fait la composante dominante du bruit blanc. Par conséquent, l'atténuation du bruit de gigue est importante pour la détection des GW.
De plus, les chercheurs ont appliqué une nouvelle méthode, à savoir la correspondance de modèles matriciels, qui génère des ToA en utilisant les quatre paramètres de Stokes plutôt que uniquement Stokes I, afin d'atténuer le bruit de gigue.
Ils ont constaté que le bruit de gigue peut être réduit de 6,7 % à 39,6 % en utilisant cette méthode. Par conséquent, la correspondance de modèles matriciels est une méthode précieuse pour améliorer la précision du timing des pulsars.
À l'avenir, cette méthode sera appliquée à un vaste ensemble de données de MSP avec FAST.
Plus d'informations : S. Q. Wang et al, Pulse Jitter and Single-pulse Variability in Millisecond Pulsars, The Astrophysical Journal (2024). DOI :10.3847/1538-4357/ad217b
Informations sur le journal : Journal d'astrophysique
Fourni par l'Académie chinoise des sciences