دمج الإصدار الثاني من بيانات مجموعة توقيت النبضات الأوروبية مع بيانات النبضات ذات التردد المنخفض

تعتبر بيانات الترددات الراديوية المنخفضة ذات قيمة عالية لتعزيز حساسية مجموعات توقيت النبضات (PTAs) تجاه تأثيرات الانتشار، مثل تقلبات قياس التشتت (DM). هذه الملاحظات ذات التردد المنخفض حساسة بشكل خاص لتقلبات DM، ويمكن أن تحسن بشكل كبير من تصنيف الضوضاء في مجموعات بيانات PTA، وهو أمر ضروري لكشف الخلفية العشوائية للموجات الجاذبية (GWB). في هذا العمل، قمنا بإدخال ملاحظات ذات تردد منخفض من LOFAR (100-200) وNenuFAR (30-90) للمرة الأولى في سياق PTA عن طريق دمجها مع أحدث إصدار من البيانات من PTAs الأوروبية والهندية (بشكل خاص، مع العينة الفرعية المسمّاة DR2new+ والتي تشمل فقط البيانات من المكونات الجديدة). تتكون مجموعة البيانات المدمجة الجديدة، المسمّاة DR2low، من 12 نبضة تم رصدها على مدار فترة زمنية تبلغ حوالي 11 عامًا، مع ترددات راديوية تتراوح بين 30-2500. يسمح نطاق الترددات الموسع لـ DR2low بتحديث وتحسين نماذج الضوضاء لـ DR2new+، وهو أمر حاسم لزيادة حساسية PTA عند البحث عن الخلفية العشوائية للموجات الجاذبية، وهو الهدف الرئيسي من ملاحظات PTA. يعتبر هذا العمل علامة فارقة في دمج بيانات التردد المنخفض في الإصدار الثالث القادم من بيانات PTA الدولية، التي تهدف إلى تحقيق كشف بـ 5σ للـ GWB. استخدمنا حزم برامج توقيت النبضات Libstempo وEnterprise لإجراء تحليل للضوضاء على DR2low. في البداية، طبقنا نموذج ضوضاء قياسي يشمل الضوضاء الحمراء (RN) وقياس التشتت المتغير بمرور الوقت (DMv) كقوانين قوة، مع مكونات فورييه تصل إلى 30 و100 تردد، على التوالي. بعد ذلك، أجرينا اختيار نموذج بايزي كامل لتحديد نموذج الضوضاء المفضل لكل نبضة وحساب عوامل باييس عبر جميع التركيبات من RN وDMv وعامل ضوضاء مع مؤشر تلوين قدره 4 (CN₄). أخيرًا، أجرينا تحليلًا تفصيليًا عن اختيار مؤشر التلوين لـ CN₄ ومساهمة الرياح الشمسية. يبرز المقارنة بين DR2low وDR2new+ باستخدام نموذج الضوضاء القياسي فوائد تضمين بيانات التردد المنخفض. على وجه الخصوص، يحسن تغطية الترددات الإضافية القيود على تقلبات DM ويساعد على فصل مكونات ضوضاء DM وRN في معظم النبضات. من خلال اختيار نموذج بايزي، وجدنا أن RN مطلوب في النموذج النهائي لـ 10 من أصل 12 نبضة، مقارنة بـ 5 فقط في مجموعة بيانات DR2new+. كما أن الحساسية المحسنة للتأثيرات البلازمية التي تقدمها DR2low تفضل أيضًا تحديد CN₄ بشكل كبير في ثماني نبضات، بينما لم يظهر أي منها مثل هذا الدليل في DR2new+. يتسق مؤشر التلوين لهذه العملية مع أربعة من النبضات الخمسة، بينما تظهر اثنتان (PSRs J0030+0451 وJ1022+1001) انحرافات كبيرة عن هذه القيمة. ن attrib هذه التباينات إلى مساهمات غير نمذجة من الرياح الشمسية، خاصة بسبب الحساسية العالية لـ DM من LOFAR وNenuFAR وتواتر الملاحظات العالية التي تقدمها هذه المجموعات القريبة من الاقتران الشمسي. يؤكد تحليل مخصص أن النموذج الحالي للرياح الشمسية يفشل في التقاط التأخير الملحوظ بالكامل، ويتم امتصاص الطاقة المتبقية في مكون DM للنموذج.