La temporizzazione delle pulsar consente i test più rigorosi della fisica fondamentale. Monitorando i tempi di arrivo degli impulsi (ToA) di un insieme di pulsar stabili al millisecondo (MSP), noto come pulsar timing array (PTA), è possibile rilevare onde gravitazionali (GW) a nanohertz. Il successo del rilevamento GW con i PTA richiede la massima precisione temporale possibile.
La precisione temporale di una pulsar è limitata da molti contributi di rumore, compresi quelli introdotti dalla pulsar stessa, dal mezzo interstellare lungo la linea di vista e dal processo di misurazione. Su scale temporali brevi, il rumore è generalmente dominato dal rumore bianco, che include il rumore del radiometro, il rumore del jitter e il rumore della scintillazione.
In uno studio pubblicato su The Astrophysical Journal , Wang Shuangqiang dell'Osservatorio Astronomico dello Xinjiang (XAO) dell'Accademia Cinese delle Scienze e i suoi collaboratori hanno utilizzato i dati ottenuti dal radiotelescopio sferico (FAST) con apertura di cinquecento metri per effettuare uno studio sul rumore bianco negli MSP.
I ricercatori hanno presentato le misurazioni del rumore del radiometro, del rumore del jitter e del rumore della scintillazione di 12 MSP che fanno parte del campione dell'International Pulsar Timing Array.
Hanno scoperto che diverse pulsar mostrano diversi livelli di rumore jitter. Il contributo del rumore di scintillazione è probabilmente trascurabile e il rumore del jitter è maggiore del rumore del radiometro, rendendolo la componente dominante del rumore bianco. Pertanto, mitigare il rumore del jitter è importante per il rilevamento dei GW.
Inoltre, i ricercatori hanno eseguito un nuovo metodo, ovvero la corrispondenza del modello di matrice, che genera ToA utilizzando tutti e quattro i parametri Stokes anziché solo Stokes I, per mitigare il rumore del jitter.
Hanno scoperto che utilizzando questo metodo il rumore del jitter può essere ridotto in un intervallo compreso tra il 6,7% e il 39,6%. Pertanto, la corrispondenza del modello di matrice è un metodo prezioso per migliorare la precisione temporale nelle pulsar.
In futuro, questo metodo verrà applicato a un ampio set di dati di MSP con FAST.