Modelagem heliosférica informada por cintilação interplanetária para o conjunto de dados MeerKAT Pulsar Timing Array de 4, 5 anos

Variações de densidade heliosférica causam atrasos nos tempos de pulso de chegada de pulsares de milissegundos. A modelagem inadequada dessas variações pode afetar a detecção e caracterização de ondas gravitacionais por matrizes de temporização de pulsares.

A modelagem inadequada dessas variações pode afetar a detecção e caracterização de ondas gravitacionais por matrizes de temporização de pulsares (PTAs). Atualmente, os PTAs normalmente empregam um modelo de heliosfera esfericamente simétrico, variável no tempo, que não captura toda a complexidade espacial e temporal da heliosfera.

Em vez disso, investigamos se um modelo tridimensional dependente do tempo da heliosfera interna a partir de medições de cintilação interplanetária (IPS) - o modelo IPS-UCSD - pode ser empregado para mitigar o vento solar em análises de PTA. Aplicamos o modelo IPS-UCSD ao conjunto de dados MeerKAT PTA de 4, 5 anos para avaliar se ele poderia corrigir as variações de densidade heliosférica e o impacto na sensibilidade do GW em comparação com um modelo esfericamente simétrico.

Descobrimos que o modelo não corrige com precisão as distorções de tempo induzidas pela heliosfera, levando a um viés nos parâmetros de GW recuperados. Usando simulações, mostramos que o modelo de heliosfera esfericamente simétrico também falha em capturar totalmente as variações de densidade heliosférica como as do modelo IPS-UCSD.

No entanto, se as variações da medida de dispersão interestelar (DM) também forem modeladas, então os erros do modelo heliosférico são parcialmente absorvidos pelas variações do DM, reduzindo a contaminação do sinal GW. Descobrimos que um modelo esfericamente simétrico variável no tempo é suficiente para mitigar o efeito dos atrasos heliosféricos nos resultados de GW recuperados em radiofrequências típicas do PTA, desde que outros componentes do sinal também sejam modelados.

Propomos que os pulsares cronometrados com mais precisão possam ser usados ​​para melhorar os modelos de densidade heliosférica baseados em dados no futuro.

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