Для миссий типа Taiji разработан новый метод поиска гравитационно-волнового фона
Научная группа представила новый метод байесовского анализа стохастического гравитационно-волнового фона (SGWB) для космических интерферометрических обсерваторий типа Taiji. Препринт работы размещён на arXiv, в нём подробно описан подход, объединяющий моделирование сигналов во временной области и вероятностный анализ в частотной области.
Особенность метода — использование полной ковариационной матрицы для трёх каналов X, Y, Z, соответствующих потокам Майкельсона. В отличие от более простых моделей, здесь учитываются зависимости орбитальных откликов и шумовых передаточных функций, что позволяет корректно обрабатывать неравные плечи интерферометра и эволюцию орбиты.
Моделирование проводилось с помощью программного пакета Triangle-Simulator. Согласно аннотации, расчётные функции воспроизводят усреднённые спектры с точностью до нескольких процентов в рабочей полосе частот вдали от нулей TDI (временной задержки интерферометрии).
Авторы сравнили три конфигурации: статическую модель с равными плечами в частотной области, равные плечи во временной области и неравные плечи во временной области. Во всех случаях использовался согласованный с детектором вероятностный подход на основе полной XYZ-ковариации. Результаты показали согласованные тенденции неопределённостей и байесовские свидетельства при восстановлении астрофизического фона.
В анализ включались вклады инструментального шума и эффективного галактического фона от двойных белых карликов. После их маргинализации удалось восстановить параметры астрофизического гравитационно-волнового фона. Дополнительно исследователи протестировали модель звуковых волн, возникающих при фазовом переходе первого рода.
Разработанный инструмент может стать важным шагом для подготовки научного анализа данных будущих космических гравитационных обсерваторий, работающих по принципу лазерной интерферометрии. Метод позволяет повысить точность оценки параметров и учесть сложные эффекты, связанные с особенностями орбитального движения.
