The Impact of Polarization Calibration on Pulsar Timing Noise in FAST's Observations
Abstract
脉冲星测时阵列(PTA)对纳赫兹引力波的探测已取得重要进展, 其中中国脉冲星测时阵获得了置信度最高的结果, 未来对于脉冲星测时的精度要求会不断提升. 本文基于FAST望远镜对球状星团脉冲星的偏振观测数据, 研究了偏振校准对脉冲星测时精度的影响. 我们选取了球状星团中M3D、M5E、M53A和NGC6760A四颗脉冲星进行研究. 结果表明, 偏振校准可以使脉冲星TOA不确定度差值平均降低十至百纳秒量级. 其中, M3D和M5E的TOA不确定度的差值平均减少了642 ns和89 ns; 分别是其标准差的1.7和2.2倍, 说明偏振校准对其测时精度提升较为明显. 另一方面, 偏振校准也会降低测时残差的方均根(RMS), 最高的M3D的测时残差RMS降低了390 ns, 同样说明偏振校准对测时精度有提升的作用. 校准前后的轮廓变化表明, TOA的精度的提升可能与脉冲宽度变窄有关, 而与尖锐程度和信噪比变化无关. 整体来看, 偏振校准能够提高TOA的测量精度和测时RMS, 是未来FAST脉冲星高精度测时的必要环节. 本研究结果为基于FAST的高精度脉冲星测时工作, 特别是在PTA探测纳赫兹引力波等方面, 提供了重要的技术支持.
