基于IPTA数据的毫秒脉冲星综合稳定度评估

利用脉冲星极其稳定的自转频率可以形成一种天文时间基准,部分毫秒级脉冲星的稳定度甚至超越了原子钟,但其观测稳定度易受多种噪声源的影响。一般来说,不同的脉冲星的噪声大部分是相互独立的,因此可以通过加权综合和滤波算法构建综合脉冲星时,有效去除计时残差中的噪声。针对此问题,采用10颗毫秒级脉冲星的国际脉冲星计时阵列(international pulsar timing array, IPTA)数据进行了稳定度评估分析,其中7颗脉冲星的观测数据长度在10年以上。综合考虑单颗脉冲星稳定度评估的结果和观测数据的长度后,筛选出了4颗脉冲星用于构建综合脉冲星时。同时对比了经典加权算法、小波分解算法和维纳滤波算法的综合脉冲星时稳定度结果。结果表明:脉冲星的长期稳定度优于短期稳定度,2颗脉冲星在1年处稳定度达10^(-15)量级,8颗在1 000天处也达到了10^(-15)量级,其中PSR J1600-3053在5年处稳定度达到了最佳,为7.023×10^(-16 )。此外,三种算法中,维纳滤波建立的综合脉冲星时稳定度最佳,在5年处达到了1.502×10^(-15),优于参与构建的其他所有脉冲星的5年稳定度。