Меняется ли наблюдаемый период пульсара со временем года?

В Physics SE был опубликован вопрос о разнице во времени замедления Земли между перигелием и афелием:

Испытывает ли Земля какое-либо значительное, измеримое замедление времени в перигелии?

Скорее всего, к моему удивлению, получается, что из-за изменений расстояния Земля-Солнце и орбитальной скорости Земли между этими двумя крайностями существует разность около мкс в день.$60\mu$

Комментатор отметил, что пульсары могут быть измерены достаточно точно, чтобы обнаружить эту разницу. Однако я никогда не слышал о том, что измерение пульсара нужно корректировать по времени года, и поиск в Google не нашел мне ничего общего. Мне было бы интересно узнать, если это то, что нужно учитывать.

Разница составляет чуть более одной части в , поэтому, по-видимому, это зависит от того, можно ли точно рассчитать время пульсаров.$10^9$

Да. С точки зрения измерения времени пульсара, это огромный эффект! Доплеровский сдвиг +/- 30 км / с изменяет частоту пульсара на +/- 1 часть в 10000. Это звучит мало, но накопленный фазовый сдвиг за многие периоды очевиден. Кроме того, необходимо учитывать время прохождения света через солнечную систему, а также вращение Земли и некоторые другие более мелкие эффекты, такие как задержка Шапиро.

Если вопрос касается конкретной ежегодно изменяющейся разности тактовых частот, вызванной различным гравитационным потенциалом, испытываемым земным телескопом на эллиптической (в отличие от круговой) орбите, - ответ все еще положительный.

Это пункт 4 в списке примененных исправлений, приведенных на стр.52 «Астрономии пульсаров» Lyne et al. Максимальный эффект - это изменение скорости в приводящее к максимальному опережению или отставанию в 1,7 мс.$3\times 10^{-9}$

Краткий ответ: да.

Более длинный ответ: поправка на эффекты замедления Земли, движущихся вокруг гравитационного потенциала Солнца, на самом деле является относительно стандартной почти во всех областях астрономии. До такой степени, что выполнение этого исправления является предложением в газете (иногда реже), и, возможно, поэтому у вас возникли проблемы с поиском в Google.

(Я хотел бы предупредить все это, сказав, что я в основном знаком с проблемами транзита экзопланет и сроками RV, но они должны совпадать с тем, с чем приходится сталкиваться людям с пульсарами).

В качестве предыстории базовая система контроля времени, используемая во всем мире, - это Международное атомное время (TAI), которое представляет собой средневзвешенное значение более 300 атомных часов, определенное Международным бюро мер и весов за пределами Парижа. Важно отметить, что TAI строго непрерывен: не добавляются дополнительные секунды. Это важно, если вы заботитесь о точности синхронизации менее секунды.

То, что мы используем в качестве обычного «часового» времени, - это всемирное координированное время (UTC), то есть TAI с вычтенными високосными секундами. Эти високосные секунды присутствуют для того, чтобы справиться с тем фактом, что 86 400 СИ-секунд на 1–3 миллисекунды меньше, чем один средний солнечный день, и, таким образом, обеспечивают привязку нашего времени к положению Солнца. Самая последняя високосная секунда была добавлена ​​только в этот прошлый Новый год, делая UTC = TAI - 37 секунд.

Еще дальше, внизу кроличьей норы, сохраняющей время, находится Барицентрическое динамическое время (TDB), которое учитывает переменное релятивистское замедление времени в течение года, о котором вы спрашивали. TDB имеет фиксированное смещение от TAI 32,184 секунды из-за того, как были определены нулевые точки обеих систем, и в остальном остается в пределах 1,6 миллисекунд от TAI - в зависимости от того, где Земля находится на своей орбите.

Фактически все точные времена, сообщаемые астрономами в эти дни, представляют собой барицентрическую юлианскую дату в системе барицентрического динамического времени (BJD_TDB). Это юлианская дата, когда событие может произойти для наблюдателя, расположенного в барицентре Солнечной системы, использующего TDB в качестве своей системы хронометража. Обратите внимание, что тот факт, что это происходит в барицентре СС, имеет значение, так как наблюдения на Земле будут видеть подобные события с интервалом ~ 16 минут в течение года из-за задержки времени прохождения света (задержка по Ремеру, для поклонников) через Земная орбита.

Так что да, все это нужно учитывать постоянно. Как я уже сказал, в наши дни преобразование достаточно стандартно, так что вы обычно просто указываете время как «BJD_TDB» и вам не нужно явно обсуждать преобразование.

Для получения дополнительной информации об астрономическом хронометрировании см. Eastman et al. (2010) .

PS - Если вам интересно, почему Barycentric Dynamic Time сокращено до TDB, а всемирное координированное время - по UTC, это потому, что мы все используем французские сокращения.