Estratégias ideais de matriz de temporização de pulsar com matriz sinóptica profunda

Experimentos de matriz de temporização de pulsares encontraram evidências de um fundo de onda gravitacional de frequência nanohertz por meio de observações coordenadas de temporização de rádio de pulsares de milissegundos. Experimentos de matriz de temporização de pulsar (PTA) encontraram evidências de um fundo de onda gravitacional (GWB) de frequência nanohertz por meio de observações coordenadas de temporização de rádio de pulsares de milissegundos.

Espera-se que a importância desta evidência cresça e que o(s) progenitor(es) do GWB sejam descobertos com observações contínuas, especialmente à medida que a próxima geração de radiotelescópios entra em operação. Apresentamos uma estrutura para simular observações temporais de um conjunto de pulsares com um conjunto de telescópios para prever o instrumento ideal por pulsar, frequência de observação e tempo de integração.

Aplicamos esta metodologia à lista de fontes NANOGrav de 85 pulsares observados com o Green Bank Telescope, Very Large Array, Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) e o Deep Synoptic Array (DSA), um conjunto de antenas de rádio em construção em Nevada. Discutimos as contribuições do ruído dominante para a precisão do tempo desses pulsares e mostramos que a maioria não é dominada pelo ruído intrínseco de jitter da fase de pulso.

Também determinamos quais pulsares devem ser cronometrados com DSA e CHIME ou apenas DSA e mostramos que um DSA PTA ab initio é mais sensível do que aquele que utiliza instrumentos atuais. Finalmente, resolvemos o tempo de integração ideal por pulsar, sujeito a um orçamento de tempo fixo, que maximiza a relação sinal-ruído do GWB.

Mostramos que há pouco benefício na otimização do tempo de integração para esses pulsares observados com DSA. Através das realizações de Monte Carlo do PTA, mostramos que a sensibilidade do GWB melhora em $\sim 5\%$ para observações otimizadas no tempo em comparação com o cenário de tempo igual por fonte com uma lista de fontes fixas de ciência inicial.

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