Có phải khoảng thời gian quan sát của một pulsar thay đổi theo thời gian trong năm?

Trong phần Vật lý SE, một câu hỏi đã được đăng lên hỏi về sự khác biệt về sự giãn nở thời gian của Trái đất giữa perihelion và aphelion:

Trái đất có trải nghiệm bất kỳ sự giãn nở thời gian đáng kể, có thể đo lường nào ở trạng thái perihelion không?

Thay vào đó, tôi ngạc nhiên là vì những thay đổi về khoảng cách Trái đất-Mặt trời và vận tốc quỹ đạo của Trái đất, có sự khác biệt khoảng mỗi ngày giữa hai thái cực.$60\mu$

Một nhà bình luận đã chỉ ra rằng các pulsar có thể được đo đủ chính xác để phát hiện sự khác biệt này. Tuy nhiên, tôi chưa bao giờ nghe nói về phép đo xung phải được sửa chữa trong thời gian này trong năm và Googling đã tìm thấy tôi không có gì liên quan. Tôi sẽ quan tâm để biết nếu đây là một cái gì đó cần phải được xem xét.

Sự khác biệt là một chút so với một phần trong , vì vậy có lẽ nó phụ thuộc vào việc liệu các pulsar có thể được định thời gian này một cách chính xác hay không.$10^9$

Đúng. Về mặt đo thời gian xung, đây là một hiệu ứng lớn! Sự thay đổi doppler +/- 30 km / s làm thay đổi tần số xung bằng +/- 1 phần trong 10000. Điều này nghe có vẻ nhỏ, nhưng sự dịch chuyển pha tích lũy qua nhiều giai đoạn là dễ thấy. Ngoài ra, thời gian di chuyển ánh sáng trên hệ mặt trời phải được tính đến, cũng như vòng quay của Trái đất và một số hiệu ứng nhỏ khác - chẳng hạn như độ trễ của Shapiro.

Nếu câu hỏi đề cập đến sự khác biệt cụ thể hàng năm về tốc độ xung nhịp gây ra bởi tiềm năng hấp dẫn khác nhau mà kính thiên văn Trái đất trải qua trên quỹ đạo hình elip (trái ngược với hình tròn) thì câu trả lời vẫn là có.

$3\times 10^{-9}$

Câu trả lời ngắn gọn là: có.

Câu trả lời dài hơn là: điều chỉnh hiệu ứng giãn nở thời gian của Trái đất di chuyển xung quanh tiềm năng hấp dẫn của Mặt trời thực sự tương đối chuẩn trong hầu hết các ngành thiên văn học. Đến mức chạy sự điều chỉnh đó là một câu trong một tờ giấy (đôi khi ít hơn), và có lẽ là lý do tại sao bạn gặp rắc rối với Google.

(Tôi sẽ báo trước tất cả những điều này bằng cách nói rằng tôi hầu như quen thuộc với các vấn đề về thời gian vận chuyển và RV ngoài hành tinh, nhưng chúng phải giống như những gì mà người xung quanh phải đối phó).

Như một số nền tảng, hệ thống giữ thời gian cơ bản được sử dụng trên toàn thế giới là Giờ nguyên tử quốc tế (TAI), trung bình có trọng số hơn 300 đồng hồ nguyên tử được xác định bởi Cục đo lường và đo lường quốc tế bên ngoài Paris. Điều quan trọng, TAI hoàn toàn liên tục: không có bước nhảy vọt nào được thêm vào. Điều này rất quan trọng nếu bạn quan tâm đến độ chính xác của thời gian phụ thứ hai.

Những gì chúng ta sử dụng như thời gian "đồng hồ" bình thường là Giờ phối hợp quốc tế (UTC), đó là TAI với các giây nhuận bị trừ đi. Những giây nhuận đó có mặt để đối phó với thực tế là 86.400 giây SI là 1 đến 3 mili giây ít hơn một ngày Mặt trời trung bình, và do đó đảm bảo rằng thời gian đồng hồ của chúng ta được liên kết với vị trí của Mặt trời. Bước nhảy vọt thứ hai gần đây nhất đã được thêm vào vào dịp năm mới vừa qua, khiến UTC = TAI - 37 giây.

Thậm chí xa hơn lỗ thỏ giữ thời gian là Barycentric Dynamic Time (TDB), chiếm tỷ lệ giãn nở thời gian tương đối tính trong suốt một năm mà bạn đã hỏi. TDB có độ lệch cố định từ TAI là 32.184 giây do cách xác định điểm 0 của hai hệ thống và nếu không thì nằm trong vòng 1,6 mili giây của TAI - tùy thuộc vào nơi Trái đất nằm trong quỹ đạo của nó.

Hiệu quả tất cả các thời gian chính xác được báo cáo bởi các nhà thiên văn học những ngày này là ngày Julian barycentric trong hệ thống Thời gian động Barycentric (BJD_TDB). Đây là ngày Julian một sự kiện sẽ xuất hiện đối với một người quan sát ở barycenter của Hệ mặt trời sử dụng TDB làm hệ thống chấm công của họ. Lưu ý rằng thực tế điều này xảy ra ở barycenter SS, vì các quan sát trên Trái đất sẽ thấy các sự kiện tương tự cách nhau tới 16 phút trong suốt cả năm do thời gian trễ di chuyển ánh sáng (RoTable Delay, đối với người hâm mộ) trên khắp Quỹ đạo của trái đất.

Vì vậy, yeah, tất cả điều này phải được tính tất cả các thời gian. Như tôi đã nói, những ngày này, phép biến đổi đủ tiêu chuẩn để bạn thường chỉ liệt kê một thời gian là "BJD_TDB" và không phải thảo luận rõ ràng về việc chuyển đổi.

Để đọc thêm về chấm công thiên văn, xem Eastman et al. (2010) .

Tái bút - Trong trường hợp bạn đang tự hỏi tại sao Barycentric Dynamic Time được viết tắt là TDB và Giờ phối hợp quốc tế là UTC, đó là vì tất cả chúng ta đều sử dụng các từ viết tắt tiếng Pháp.