Ансамбли пульсаров как детекторы низкочастотного гравитационно-волнового излучения. 

Владимир Алексеевич Потапов.

Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН, Россия.

Стохастические гравитационные волны (ГВ) в диапазоне частот 10^(-12) - 10^(-7) Гц вызывают флуктуации регистрируемых на Земле Моментов прихода импульсов (МПИ) пульсаров. Эти флуктуации  проявляются в остаточных уклонения МПИ как низкочастотные шумы, которые могут быть описаны в рамках модели шумов со степенными спектрами мощности.  Наиболее перспективным путем поиска низкочастотного гравитационно-волнового излучения является анализ результатов хронометрирования ансамблей миллисекундных двойных пульсаров, в ходе которого ищется характерная корреляция между рядами остаточных уклонений МПИ всех пар наблюдаемых пульсаров (корреляционный метод).  Отметим, что при решении задач определения статистических характеристик физического процесса, вызывающего вариации МПИ, необходимо учитывать, что стандартная процедура хронометрирования может существенно исказить оценки этих характеристик. Это относится, в частности, и к оценкам плотности энергии стохастического гравитационно-волнового фона. В данной работе ранее созданный формализм расчета зависимости вариаций остаточных уклонений МПИ и МНК-оценок параметров двойного пульсара от амплитуды и спектра возмущающего шума был обобщен для применения к ансамблю пульсаров и корреляционному методу поиска ГВ. Сделана новая оценка вероятности детектирования стохастического гравитационно-волнового фона с заданной плотностью энергии и проанализирована спектральная чувствительность метода. Показано, что адекватная оценка верхнего предела плотности фонового гравитационно-волнового излучения становится возможной при временах наблюдений, составляющих не менее 30 орбитальных периодов пульсара, (минимум 1-1.5 года регулярных наблюдений для популяции двойных пульсаров с малыми орбитальными периодами).
Работа поддержана грантом РФФИ 09-02-00922.