Хронометрирование миллисекундных пульсаров в присутствии низкочастотных шумов

• Автор: Потапов, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

1 Анализ спектральной чувствительности хронометрирования пульса-ров к низкочастотным шумам

1.1 Моделирование шумов хронометрирования

1.2 Регуляризованный спектр низкочастотного шума

1.3 Модель хронометрирования двойных пульсаров с круговыми орбитами

1.4 Преобразования Фурье базисных функций

1.5 Преобразования Фурье ковариационной матрицы

1.6 Преобразования Фурье остаточных уклонений МПИ

1.7 Спектральная чувствительность хронометрирования миллисекундных

и двойных пульсаров

1.8 Выводы к главе

2 Хронометрирование двойных миллисекундных пульсаров на радио-

• телескопе РТ-64 (ТНА-1500 ОКБ МЭИ в Калязине)
2.1 Методика наблюдений
2.2 Первичный анализ данных
2.2.1 Определение топоцентрических МПИ
2.2.2 Редукция МПИ пульсаров в барицентр Солнечной системы и методика уточнения параметров
2.3 Уточнение параметров пульсаров
2.4 Оценки нестабильности собственного вращения

2.5 Оценка верхнего предела плотности энергии стохастического гравитационно-# волнового фона (ГВШ) по результатам наблюдения пульсара J1640+2224
2.5.1 Методика оценки
2.5.2 Оценки значения flgh2 в сверхнизкочастотном диапазоне по наблюдениям в Калягине
2.6 Выводы к главе
3 Анализ рядов совместного двухчастотного хронометрирования пульсара В1937+21
3.1 Методика наблюдений в КРАО и KSRC CRL (KSRC NICT)
3.2 Совместный анализ ОУ МПИ. Определение параметров пульсара В1937+21
3.3 Исследование долговременного изменения меры дисперсии. Частотная зависимость МПИ
3.4 Выводы к главе
Заключение
Литература
Приложения
А Параметры миллисекундных пульсаров
В Формулы и графики к главе 1
® В.1 Аналитические выражения для дуальных функций
В.2 Асимптотики дуальных функций в окрестностях нуля
В.З Асимптотики дуальных функций в окрестности орбитальных частот . . 109 В.4 Элементы матрицы информации Саь и ковариационной матрицы С~ь1. . 111 В.5 Графики дуальных функций

Хронометрирование ('Чшшц;"в англоязычной литературе) является одним из основных методов наблюдения пульсаров в современной астрономии и в основе своей сводится к точному определении Момента прихода импульса (МПИ) пульсара в точке наблюдения в локальной шкале времени. Метод хронометрирования наиболее развит в радиоастрономии, где удалось достичь высокой точности в определении МПИ. Наличие продолжительных высокоточных наблюдательных рядов МПИ позволяет, в свою очередь, приближенно вычислить МПИ пульсара с любым наперед заданным номером. Хронометрирование пульсаров в оптическом, гамма и рентгеновском диапазонах является отдельным направлением и не рассматривается специально в данной работе, хотя сделанные в ней теоретические выводы применимы к рядам МПИ, полученным в любом диапазоне частот.
Уникальность метода хронометрирования предопределена тем фактом, что пульсары являются единственным астрономическим объектом, реализующим идею макроскопических часов в космосе, именно это позволяет с помощью регистрации последовательности МПИ в системе отсчета земного наблюдателя построить математическую модель для описания движения пульсара, входящего в двойную систему (всюду далее просто "двойной пульсар"), а также распространения сигнала к наблюдателю, используемую для высокоточного фазового анализа МПИ.
Долговременное прецизионное хронометрирование пульсаров и анализ рядов МПИ позволяет решать широкий круг астрометрических, небесномеханических и астрофизических задач.
Широко известно использование результатов хронометрирования двойных пульсаров для тестирования ОТО и альтернативных теорий гравитации (Тейлор и Вайсберг, 1982,1989), зондирования межзвездной среды (Рикетт 1990, 1996), попыток исследования внутренней структуры нейтронных звезд (Кордес и Гринстейн 1981, Ка-спи и др. 1994), поиска верхнего предела плотности энергии гравитационно-волнового фона (ГВШ) (Сажин 1978, Каспи, Торсетт и Дьюи 1996, МкХью и др., 1997, Коние дисперсий параметров двойного пульсара и дисперсии остаточных уклонений МПИ в окрестностях сверхнизкой (близкой к нулевой) частоты и частоты орбитального обращения двойного пульсара.
Доказано, что процедура уточнения орбитальных параметров двойных пульсаров с применением МНК не приводит к существенному искажению оценок интенсивности низкочастотных шумов по дисперсии ОУ МПИ. Это обосновывает применение к двойным пульсарам методов оценки интенсивности красных шумов, разработанных для одиночных пульсаров.
Показано, что на длительных временах доминирующий вклад в вариации орбитальных параметров двойного пульсара дает низкочастотный (с частотой О < / < пь/(2тг), где щ = 2л/Ръ ) шум со спектральным индексом п > 5, что обосновывает возможность детектирования ГВШ по оценкам вариации пост-кеплеровских орбитальных параметров двойных пульсаров.