Estudio temporal de alta precisión en radio del púlsar J0437-4715 con las antenas del IAR

Abstract

Desde su descubrimiento en 1967 por Jocelyn Bell y Antony Hewish, los púlsares han demostrado ser una inmensa fuente de información astrofísica. El estudio de estos objetos fascinantes ha proporcionado aplicaciones en los campos de la física de estado sólido, relatividad general, astronomía galáctica, astrometría, ciencias planetarias e incluso cosmología. La mayoría de estas aplicaciones son el resultado de observaciones realizadas con radiotelescopios de un solo disco, usando receptores y sistemas de adquisión de última generación. El objetivo principal de este trabajo de tesis es cuantificar las fuentes de error que afectan a los estudios temporales de muy alta precisión realizados desde el Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR). Para ello estudiamos sistemáticamente la influencia de distintos parámetros observacionales en la reducción de los datos y en el análisis de timing. Este estudio es relevante en el contexto de búsqueda de ondas gravitacionales de largo periodo. Para el presente trabajo utilizamos un conjunto de 268 observaciones de PSR J0437-4715 obtenidas y procesadas en el IAR entre el 23 de abril y el 18 de diciembre de 2019. Reducimos estas observaciones usando el paquete de software PRESTO, y calculamos sus residuos usando tempo2. El análisis de los resultados obtenidos indica que para poder realizar timing con precisión menor a 1 microsegundo es necesario contar con observaciones reducidas con al menos 256 bines en fase y valores de relación señal a ruido mayor a 140. Asimismo, encontramos que el principal limitante de la precisión temporal es el ancho de banda disponible, de modo que ampliar el mismo es fundamental para mejorar las capacidades observacionales del instrumental del IAR. Además, concluimos que las observaciones están afectadas por un error sistemático 0.4 - 0.6 microsegundos, dando así una medida de la precisión máxima alcanzable actualmente para timing. Esto es cercano (aunque mayor) a la precisión necesaria para la detección de ondas gravitacionales de largo período (menor a 0.1 microsegundos).