Suche nach nicht-tensorialen Gravitationswellen-Hintergründen im NANOGrav 15-Jahre-Datensatz

Die kürzliche Detektion eines stochastischen Signals im NANOGrav 15-Jahre-Datensatz hat großes Interesse geweckt, seinen Ursprung zu entschlüsseln. Allerdings bleibt der Beweis für die Hellings-Downs-Korrelationen, ein Schlüsselmerkmal des durch die allgemeine Relativitätstheorie vorhergesagten Gravitationswellenhintergrunds (GWB), nicht schlüssig. In diesem Papier suchen wir nach einem isotropen nicht-tensorialen GWB, der durch allgemeine metrische Gravitationstheorien erlaubt ist, im NANOGrav 15-Jahre-Datensatz. Unsere Analyse ergibt einen Bayes-Faktor von ungefähr 2.5, der die quadrupolar (tensortransversalen, TT) Korrelationen mit den skalartransversalen (ST) Korrelationen vergleicht und darauf hindeutet, dass die ST-Korrelationen eine vergleichbare Erklärung für das beobachtete stochastische Signal in den NANOGrav-Daten liefern. Wir erhalten die Median- und die 90%-Gleichschwanzamplituden als Aₒₓ=7.8-₃.₅^+5.110^-15 bei einer Frequenz von 1/Jahr. Außerdem stellen wir fest, dass die vektorialen longitudinalen (VL) und skalar longitudinalen (SL) Korrelationen von den Daten schwach bzw. stark benachteiligt werden, was obere Grenzen für die Amplituden ergibt: Aₕ₋^95%1.710^-15 und Aₒ₋^95%7.410^-17. Schließlich passen wir die NANOGrav-Daten mit den allgemeinen transversalen (GT) Korrelationen an, die durch einen freien Parameter parametrisiert sind. Unsere Analyse ergibt =1.74-₁.₄₁^+1.18, wodurch sowohl das TT (=3) als auch das ST (=0) Modell auf dem 90%-Konfidenzniveau ausgeschlossen wird.