Czy obserwowany okres pulsara zmienia się wraz z porą roku?

W Physics SE zadano pytanie o różnicę w dylatacji Ziemi między peryhelem a aphelium:

Czy na Ziemi występuje znacząca, mierzalna dylatacja czasu w peryhelium?

Ku mojemu zdziwieniu okazuje się, że ze względu na zmiany odległości Ziemia-Słońce i prędkości orbity Ziemi, różnica między dwoma skrajnościami wynosi około dziennie.$60\mu$

Komentator zwrócił uwagę, że pulsary można zmierzyć wystarczająco dokładnie, aby wykryć tę różnicę. Jednak nigdy nie słyszałem o konieczności korygowania pomiaru pulsara w stosunku do pory roku, a Googling nie znalazł dla mnie żadnego związku. Chciałbym wiedzieć, czy należy to rozważyć.

Różnica wynosi nieco ponad jedną część w , więc przypuszczalnie zależy to od tego, czy pulsary mogą być dokładnie taktowane.$10^9$

Tak. Pod względem pomiaru czasu pulsara jest to ogromny efekt! Przesunięcie dopplerowskie o +/- 30 km / s zmienia częstotliwość pulsara o +/- 1 część na 10000. Brzmi to słabo, ale skumulowane przesunięcie fazowe przez wiele okresów jest wyraźnie widoczne. Ponadto należy wziąć pod uwagę czas podróży światła przez Układ Słoneczny, a także obrót Ziemi i inne mniejsze efekty - takie jak opóźnienie Shapiro.

Jeśli pytanie dotyczy konkretnej, zmieniającej się co roku różnicy w częstotliwościach zegara spowodowanej przez inny potencjał grawitacyjny odczuwany przez ziemski teleskop na eliptycznej (w przeciwieństwie do kołowej) orbicie - odpowiedź jest nadal tak.

Jest to pozycja 4 na liście zastosowanych poprawek podanych na str. 52 „Pulsar Astronomy” Lyne i in. Maksymalny efekt to zmiana szybkości prowadząca do maksymalnego wyprzedzenia lub opóźnienia 1,7 ms.$3\times 10^{-9}$

Krótka odpowiedź brzmi: tak.

Dłuższa odpowiedź brzmi: korygowanie efektu dylatacji czasu przez Ziemię poruszającego się wokół potencjału grawitacyjnego Słońca jest w rzeczywistości stosunkowo standardem w prawie wszystkich gałęziach astronomii. Do tego stopnia, że ​​uruchomienie tej korekty jest zdaniem w formie zdania (czasem mniej) i prawdopodobnie dlatego miałeś problem z Googlingiem.

(Zastrzegam sobie to wszystko, mówiąc, że w większości znam problemy związane z tranzytem egzoplanet i czasem RV, ale powinny one być takie same, jak ludzie, z którymi mają do czynienia pulsary).

Jako pewne tło podstawowym systemem pomiaru czasu stosowanym na całym świecie jest Międzynarodowy Czas Atomowy (TAI), który jest średnią ważoną ponad 300 zegarów atomowych określonych przez Międzynarodowe Biuro Wag i Miar poza Paryżem. Co ważne, TAI jest ściśle ciągłe: nie dodaje się sekund przestępnych. Jest to ważne, jeśli zależy Ci na precyzji pomiaru w sekundach.

To, czego używamy jako zwykły czas „zegara”, to uniwersalny czas koordynowany (UTC), czyli TAI z odliczonymi sekundami przestępnymi. Te sekundy przestępne są obecne, aby poradzić sobie z faktem, że 86 400 sekund SI to od 1 do 3 milisekund mniej niż jeden średni dzień słoneczny, a zatem upewnij się, że nasz czas zegarowy jest powiązany z pozycją Słońca. Ostatnia sekunda przestępna została dodana w ubiegłym roku, dzięki czemu UTC = TAI - 37 sekund.

Jeszcze niżej niż czasochłonna nora królika to Barycentric Dynamic Time (TDB), który odpowiada za zmienną relatywistyczną dylatację czasu w ciągu roku, o który pytałeś. TDB ma ustalone przesunięcie względem TAI wynoszące 32,184 sekundy ze względu na to, jak zdefiniowano punkty zerowe dwóch systemów, a poza tym pozostaje w granicach 1,6 milisekundy TAI - w zależności od tego, gdzie Ziemia znajduje się na swojej orbicie.

W rzeczywistości wszystkie dokładne czasy podane przez astronomów w tych dniach to barycentryczna data Juliana w barycentrycznym systemie czasu dynamicznego (BJD_TDB). Jest to data juliańska, która zdarzyłaby się wydarzyć obserwatorowi znajdującemu się w centrum barowym Układu Słonecznego, wykorzystującym TDB jako system pomiaru czasu. Pamiętaj, że fakt, że dzieje się to w centrum barowym SS, ma znaczenie, ponieważ obserwacje na Ziemi zobaczą podobne zdarzenia w odległości do ~ 16 minut w ciągu roku ze względu na opóźnienie podróży światła (opóźnienie Roemera, dla miłośników) w całym Orbita ziemska.

Więc tak, to wszystko musi być rozliczane przez cały czas. Jak powiedziałem, obecnie transformacja jest na tyle standardowa, że ​​zwykle podajesz czas jako „BJD_TDB” i nie musisz jawnie omawiać transformacji.

Więcej informacji na temat astronomicznego pomiaru czasu można znaleźć w Eastman i in. (2010) .

PS - Jeśli zastanawiasz się, dlaczego Barycentryczny Czas Dynamiczny to skrót TDB, a skoordynowany Czas Uniwersalny to UTC, to dlatego, że wszyscy używamy francuskich skrótów.