RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2025
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2025

 / 

Февраль

←  →

К 70-летию со дня рождения В.А. Рубакова. Обзоры актуальных проблем


Прецизионные методы хронометрирования и поляриметрии пульсаров: результаты и перспективы

†  а, б, ‡  в, г, §  а, д, е
а Московский Государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга, Университетский просп. 13, Москва, 119234, Российская Федерация
б Казанский (Приволжский) федеральный университет, ул. Кремлевская 18, Казань, 420008, Российская Федерация
в Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Auf dem Hügel 69, Bonn, 53121, Germany
г Università degli Studi di Milano-Bicocca, Piazza dell'Ateneo Nuovo, 1, Milano, 20126, Italy
д Институт ядерных исследований Российской академии наук, проспект 60-летия Октября 7а, Москва, 117312, Российская Федерация
е Астрокосмический центр Физического института им. П.Н. Лебедева, Пущинская радиоастрономическая обсерватория, Пущино, Московская обл., Российская Федерация

Анализ моментов прихода импульсов пульсаров (пульсарный тайминг) — чувствительный инструмент современных астрофизических исследований, позволяющий измерять задержки времени распространения электромагнитного сигнала на пути от источника к наблюдателю. Совместный тайминг сети из многих пульсаров (Pulsar Timing Array — PTA) позволяет решать разнообразные астрофизические задачи, в том числе и задачу прямого детектирования возмущений метрики пространства—времени, в частности вызванных гравитационными волнами. Представлен обзор современного состояния исследований в области пульсарного тайминга и последние результаты по детектированию стохастического фона наногерцовых гравитационных волн астрофизической и космологической природы международными коллаборациями NANOGrav, IPTA, InPTA, CPTA. Также обсуждаются современные ограничения на скалярную ультралёгкую материю (псевдоскалярные бозоны), получаемые из хронометрирования и поляриметрии пульсаров, и перспективы применения этих методов для решения других задач фундаментальной физики и космологии.

Текст pdf (3,3 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2024.11.039812
Ключевые слова: радиопульсары, пульсарный тайминг, гравитационные волны, стохастический фон гравитационных волн, сверхмассивные двойные чёрные дыры, ультралёгкая скалярная тёмная материя
PACS: 04.30.−w, 95.35.+d, 97.60.Gb (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2024.11.039812
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/2/c/
001499506200003
2-s2.0-105001184400
2025PhyU...68..146P
Цитата: Постнов К А, Порайко Н К, Пширков М С "Прецизионные методы хронометрирования и поляриметрии пульсаров: результаты и перспективы" УФН 195 154–171 (2025)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 30 октября 2024, доработана: 18 ноября 2024, 18 ноября 2024

English citation: Postnov K A, Porayko N K, Pshirkov M S “Precision methods of pulsar timing and polarimetry: results and prospects” Phys. Usp. 68 146–162 (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2024.11.039812

Список литературы (150) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (1) Похожие статьи (4)

  1. Rubakov V A, Sazhin M V, Veryaskin A V Phys. Lett. B 115 (3) 189 (1982)
  2. Khmelnitsky A, Rubakov V J. Cosmol. Astropart. Phys. 2014 (2) 019 (2014)
  3. Сажин М В Астрон. журн. 55 65 (1978); Sazhin M V Sov. Astron. 22 36 (1978)
  4. Detweiler S Astrophys. J. 234 1100 (1979)
  5. Estabrook F B, Wahlquist H D Gen. Relat. Gravit. 6 439 (1975)
  6. Sachs R K, Wolfe A M Astrophys. J. 147 73 (1967)
  7. Старобинский А А Письма в Астрон. журн. 11 323 (1985); Starobinskii A A Sov. Astron. Lett. 11 133 (1985)
  8. Jenet F A et al Astrophys. J. 606 799 (2004)
  9. Wen Z L et al Astrophys. J. 730 (1) 29 (2011)
  10. Burke-Spolaor S et al Astron. Astrophys. Rev. 27 (1) 5 (2019)
  11. Lorimer D R, Kramer M Handbook of Pulsar Astronomy (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2012)
  12. Бескин В С УФН 188 377 (2018); Beskin V S Phys. Usp. 61 353 (2018)
  13. Backer D C, Hellings R W Annu. Rev. Astron. Astrophys. 24 537 (1986)
  14. Дорошенко О В, Копейкин С М Астрон. журн. 67 986 (1990); Doroshenko O V, Kopeikin S M Sov. Astron. 34 496 (1990)
  15. Vallisneri M et al Astrophys. J. 893 (2) 112 (2020)
  16. Hobbs G B, Edwards R T, Manchester R N Mon. Not. R. Astron. Soc. 369 (2) 655 (2006)
  17. Edwards R T, Hobbs G B, Manchester R N Mon. Not. R. Astron. Soc. 372 (4) 1549 (2006)
  18. Hellings R W, Downs G S Astrophys. J. 265 L39 (1983)
  19. Bernardo R C, Ng K-W arXiv:2409.07955
  20. Corbin V, Cornish N J arXiv:1008.1782
  21. Allen B, Romano J D Phys. Rev. D 108 043026 (2023)
  22. Bernardo R C, Ng K-W J. Cosmol. Astropart. Phys. 2022 (11) 046 (2022)
  23. Allen B Phys. Rev. D 107 043018 (2023)
  24. Thrane E, Romano J D Phys. Rev. D 88 124032 (2013)
  25. Siemens X et al Class. Quantum Grav. 30 224015 (2013)
  26. Verbiest J P W et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 458 1267 (2016)
  27. Babak S et al Phys. Rev. D 110 063022 (2024)
  28. Agazie G et al Astrophys. J. Lett. 951 (1) L8 (2023)
  29. Antoniadis J et al (EPTA Collab. and InPTA Collab.) Astron. Astrophys. 678 A50 (2023)
  30. Reardon D J et al Astrophys. J. Lett. 951 (1) L6 (2023)
  31. Xu H et al Res. Astron. Astrophys. 23 075024 (2023)
  32. Romano J D, Cornish N J Living Rev. Relativ. 20 (1) 2 (2017)
  33. Agazie G et al Astrophys. J. Lett. 952 (2) L37 (2023)
  34. Antoniadis J et al (EPTA Collab. and InPTA Collab.) Astron. Astrophys. 685 A94 (2024)
  35. Volonteri M, Haardt F, Madau P Astrophys. J. 582 559 (2003)
  36. Babak S, Sesana A Phys. Rev. D 85 044034 (2012)
  37. Antoniadis J et al (EPTA Collab. and InPTA Collab.) Astron. Astrophys. 690 A118 (2024)
  38. Agazie G et al Astrophys. J. Lett. 951 (2) L50 (2023)
  39. De Rosa A et al New Astron. Rev. 86 101525 (2019)
  40. Dotti M, Sesana A, Decarli R Adv. Astron. 2012 940568 (2012)
  41. Rosado P A, Sesana A, Gair J Mon. Not. R. Astron. Soc. 451 2417 (2015)
  42. Phinney E S astro-ph/0108028
  43. Sato-Polito G, Zaldarriaga M, Quataert E arXiv:2312.06756
  44. Izquierdo-Villalba D et al Astron. Astrophys. 686 A183 (2024)
  45. Bécsy B et al Astrophys. J. 959 (1) 9 (2023)
  46. Грищук Л П и др УФН 171 3 (2001); Grishchuk L P et al Phys. Usp. 44 1 (2001)
  47. Грищук Л П УФН 175 1289 (2005); Grishchuk L P Phys. Usp. 48 1235 (2005)
  48. Guzzetti M C et al Riv. Nuovo Cimento 39 399 (2016)
  49. Caprini C, Figueroa D G Class. Quantum Grav. 35 163001 (2018)
  50. Грищук Л П ЖЭТФ 67 825 (1975); Grishchuk L P Sov. Phys. JETP 40 409 (1975)
  51. Akrami Y et al (Planck Collab.) Astron. Astrophys. 641 A10 (2020)
  52. Lasky P D et al Phys. Rev. X 6 011035 (2016)
  53. Afzal A et al Astrophys. J. Lett. 951 (1) L11 (2023)
  54. Blanco-Pillado J J, Olum K D, Shlaer B Phys. Rev. D 92 063528 (2015)
  55. Lorenz L, Ringeval C, Sakellariadou M J. Cosmol. Astropart. Phys. 2010 (10) 003 (2010)
  56. Констандин Т УФН 183 785 (2013); Konstandin T Phys. Usp. 56 747 (2013)
  57. Kamionkowski M, Kosowsky A, Turner M S Phys. Rev. D 49 2837 (1994)
  58. Kosowsky A, Mack A, Kahniashvili T Phys. Rev. D 66 024030 (2002)
  59. Dolgov A D, Grasso D, Nicolis A Phys. Rev. D 66 103505 (2002)
  60. Caprini C, Durrer R Phys. Rev. D 74 063521 (2006)
  61. Gogoberidze G, Kahniashvili T, Kosowsky A Phys. Rev. D 76 083002 (2007)
  62. Caprini C, Durrer R, Servant G J. Cosmol. Astropart. Phys. 2009 (12) 024 (2009)
  63. Kibble T W B J. Phys. A 9 1387 (1976)
  64. Hindmarsh M B, Kibble T W B Rep. Prog. Phys. 58 477 (1995)
  65. Siemens X, Mandic V, Creighton J Phys. Rev. Lett. 98 111101 (2007)
  66. Sanidas S A, Battye R A, Stappers B W Phys. Rev. D 85 122003 (2012)
  67. Quelquejay Leclere H et al Phys. Rev. D 108 123527 (2023)
  68. Carroll S M, Field G B, Jackiw R Phys. Rev. D 41 1231 (1990)
  69. Harari D, Sikivie P Phys. Lett. B 289 67 (1992)
  70. Засов А В и др УФН 187 3 (2017); Zasov A V et al Phys. Usp. 60 3 (2017)
  71. Bertone G, Hooper D Rev. Mod. Phys. 90 045002 (2018)
  72. Jaeckel J, Ringwald A Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 60 405 (2010)
  73. Preskill J, Wise M B, Wilczek F Phys. Lett. B 120 (1-3) 127 (1983)
  74. Abbott L F, Sikivie P Phys. Lett. B 120 (1-3) 133 (1983)
  75. Dine M, Fischler W Phys. Lett. B 120 (1-3) 137 (1983)
  76. Hu W, Barkana R, Gruzinov A Phys. Rev. Lett. 85 1158 (2000)
  77. Hui L et al Phys. Rev. D 95 043541 (2017)
  78. Hui L Annu. Rev. Astron. Astrophys. 59 247 (2021)
  79. Ivanov M M et al J. Cosmol. Astropart. Phys. 2019 (2) 059 (2019)
  80. Fujita T, Tazaki R, Toma K Phys. Rev. Lett. 122 191101 (2019)
  81. Fedderke M A, Graham P W, Rajendran S Phys. Rev. D 100 015040 (2019)
  82. Sigl G, Trivedi P arXiv:1811.07873
  83. Caputo A et al Phys. Rev. D 100 063515 (2019)
  84. Castillo A et al J. Cosmol. Astropart. Phys. 2022 (6) 014 (2022)
  85. Porayko N K, Postnov K A Phys. Rev. D 90 062008 (2014)
  86. Kato R, Soda J J. Cosmol. Astropart. Phys. 2020 (9) 036 (2020)
  87. Porayko N K et al (PPTA Collab.) Phys. Rev. D 98 102002 (2018)
  88. Xue X et al Phys. Rev. Research 4 (1) L012022 (2022)
  89. Xia Z-Q et al Phys. Rev. D 107 L121302 (2023)
  90. Smarra C et al Phys. Rev. Lett. 131 171001 (2023)
  91. Nomura K, Ito A, Soda J Eur. Phys. J. C 80 419 (2020)
  92. Anastassopoulos V et al (CAST Collab.) Nature Phys. 13 584 (2017)
  93. Payez A et al J. Cosmol. Astropart. Phys. 2015 (2) 006 (2015)
  94. Ade P A R et al (BICEP/Keck Collab.) Phys. Rev. D 105 022006 (2022)
  95. Liu T, Smoot G, Zhao Y Phys. Rev. D 101 063012 (2020)
  96. Зельдович Я Б, Полнарев А Г Астрон. журн. 51 30 (1974); Zel'dovich Ya B, Polnarev A G Sov. Astron. 18 17 (1974)
  97. Braginsky V B, Thorne K S Nature 327 123 (1987)
  98. Reisswig C et al Phys. Rev. D 80 124026 (2009)
  99. Payne P N Phys. Rev. D 28 1894 (1983)
  100. Christodoulou D Phys. Rev. Lett. 67 1486 (1991)
  101. Favata M Class. Quantum Grav. 27 084036 (2010)
  102. Seto N Mon. Not. R. Astron. Soc. 400 (1) L38 (2009)
  103. Pshirkov M S, Baskaran D, Postnov K A Mon. Not. R. Astron. Soc. 402 417 (2010)
  104. van Haasteren R, Levin Y Mon. Not. R. Astron. Soc. 401 2372 (2010)
  105. Wang J B et al Mon. Not. R. Astron. Soc. 446 1657 (2015)
  106. Agazie G et al Astrophys. J. 963 (1) 61 (2024)
  107. Kaiser N, Stebbins A Nature 310 391 (1984)
  108. Pshirkov M S, Tuntsov A V Phys. Rev. D 81 083519 (2010)
  109. Alves M E S, Miranda O D, de Araujo J C N Class. Quantum Grav. 27 145010 (2010)
  110. Eardley D M et al Phys. Rev. Lett. 30 884 (1973)
  111. Lee K J, Jenet F A, Price R H Astrophys. J. 685 1304 (2008)
  112. Chamberlin S J, Siemens X Phys. Rev. D 85 082001 (2012)
  113. Gair J R, Romano J D, Taylor S R Phys. Rev. D 92 102003 (2015)
  114. Arzoumanian Z et al Astrophys. J. Lett. 923 (2) L22 (2021)
  115. Wu Y-M, Chen Z-C, Huang Q-G Astrophys. J. 925 (1) 37 (2022)
  116. Agazie G et al Astrophys. J. Lett. 964 (1) L14 (2024)
  117. Рубаков В А, Тиняков П Г УФН 178 785 (2008); Rubakov V A, Tinyakov P G Phys. Usp. 51 759 (2008)
  118. de Rham C Living Rev. Relativ. 17 (1) 7 (2014)
  119. Lee K et al Astrophys. J. 722 1589 (2010)
  120. Liang Q, Trodden M Phys. Rev. D 104 084052 (2021)
  121. Abbott B P et al Astrophys. J. Lett. 848 (2) L13 (2017)
  122. Qin W, Boddy K K, Kamionkowski M Phys. Rev. D 103 024045 (2021)
  123. Baskaran D et al Phys. Rev. D 78 044018 (2008)
  124. Pshirkov M, Tuntsov A, Postnov K A Phys. Rev. Lett. 101 261101 (2008)
  125. Dubovsky S L, Tinyakov P G, Tkachev I I Phys. Rev. Lett. 94 181102 (2005)
  126. Yunes N, Siemens X, Yagi K arXiv:2408.05240
  127. Shapiro I I Phys. Rev. Lett. 13 789 (1964)
  128. Пширков М С, Сажин М В, Ильясов Ю П Письма в Астрон. журн. 34 (6) 437 (2008); Pshirkov M S, Sazhin M V, Ilyasov Yu P Astron. Lett. 34 (6) 397 (2008)
  129. Larchenkova T I, Doroshenko O V Astron. Astrophys. 297 607 (1995)
  130. Wex N, Gil J, Sendyk M Astron. Astrophys. 311 746 (1996)
  131. Hosokawa M, Ohnishi K, Fukushima T Astron. Astrophys. 351 393 (1999)
  132. Siegel E R, Hertzberg M P, Fry J N Mon. Not. R. Astron. Soc. 382 (2) 879 (2007)
  133. Seto N, Cooray A Astrophys. J. 659 (1) L33 (2007)
  134. Baghram S, Afshordi N, Zurek K M Phys. Rev. D 84 043511 (2011)
  135. Dror J A et al Phys. Rev. D 100 023003 (2019)
  136. Ramani H, Trickle T, Zurek K M J. Cosmol. Astropart. Phys. 2020 (12) 033 (2020)
  137. Lee V S H et al J. Cosmol. Astropart. Phys. 2021 (08) 025 (2021)
  138. Bailes M et al Publ. Astron. Soc. Australia 37 e028 (2020)
  139. Nan R, Li D IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 44 012022 (2013)
  140. Janssen G et al Advancing Astrophysics with the Square Kilometre Array, AASKA14, June 8-13, 2014, Giardini Naxos, Italy (2015); Janssen G et al PoS AASKA14 37 (2015)
  141. Hallinan G et al Bull. Am. Astron. Soc. 51 255 (2019)
  142. Laal N et al arXiv:2410.11944
  143. Shih D et al Phys. Rev. Lett. 133 011402 (2024)
  144. Gardiner E C et al Astrophys. J. 965 (2) 164 (2024)
  145. Agazie G et al Astrophys. J. Lett. 956 (1) L3 (2023)
  146. Depta P F et al arXiv:2407.14460
  147. Pol N, Taylor S R, Romano J D Astrophys. J. 940 (2) 173 (2022)
  148. Konstandin T et al arXiv:2408.07741
  149. Porayko N K et al arXiv:2412.02232
  150. Xue X et al arXiv:2412.02229
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение