Il periodo osservato di una pulsar cambia con il periodo dell'anno?

Nella Physics SE è stata posta una domanda che chiedeva la differenza nella dilatazione temporale della Terra tra il perielio e l'afelio:

La Terra sperimenta una dilatazione del tempo significativa e misurabile al perielio?

Piuttosto con mia sorpresa si scopre che a causa dei cambiamenti nella distanza Terra-Sole e la velocità orbitale della Terra v'è una differenza di circa s al giorno tra i due estremi.$60\mu$

Un commentatore ha sottolineato che le pulsar possono essere misurate in modo sufficientemente accurato per rilevare questa differenza. Tuttavia non ho mai sentito parlare di una correzione della pulsar che deve essere corretta per il periodo dell'anno e Google non mi ha trovato nulla di correlato. Sarei interessato a sapere se questo è qualcosa che deve essere considerato.

La differenza è leggermente superiore a una parte su , quindi presumibilmente dipende dal fatto che le pulsar possano essere temporizzate in modo accurato.$10^9$

Sì. In termini di misurazioni del tempo pulsar, questo è un effetto enorme! Uno spostamento doppler di +/- 30 km / s modifica la frequenza pulsar di +/- 1 parte su 10000. Questo suona piccolo, ma lo sfasamento accumulato per molti periodi è immediatamente evidente. Inoltre, è necessario prendere in considerazione il tempo di viaggio della luce attraverso il sistema solare, nonché la rotazione della Terra e altri effetti minori, come il ritardo di Shapiro.

Se la domanda si riferisce alla specifica differenza annua variabile nelle frequenze di clock causata dal diverso potenziale gravitazionale sperimentato da un telescopio terrestre su un'orbita ellittica (al contrario di circolare), la risposta è ancora sì.

$3\times 10^{-9}$

La risposta breve è: si.

La risposta più lunga è: la correzione degli effetti di dilatazione temporale della Terra che si muove attorno al potenziale gravitazionale del Sole è in realtà relativamente standard in quasi tutti i rami dell'astronomia. Al punto in cui eseguire quella correzione è una frase in un documento (a volte meno), ed è probabilmente il motivo per cui hai avuto problemi con Google.

(Avvertirò tutto ciò dicendo che ho principalmente familiarità con il transito di esopianeti e problemi di temporizzazione RV, ma dovrebbero essere gli stessi di quelli con cui le persone pulsar devono affrontare).

Come base, il sistema base di cronometraggio utilizzato in tutto il mondo è il Tempo atomico internazionale (TAI), che è una media ponderata di oltre 300 orologi atomici determinati dall'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure al di fuori di Parigi. È importante sottolineare che TAI è strettamente continuo: non ci sono secondi bisestili aggiunti. Questo è importante se ti interessa la precisione dei tempi in un secondo.

Quello che usiamo come normale "orologio" è Coordinated Universal Time (UTC), che è TAI con i secondi saltati sottratti. Quei secondi bisestili sono presenti per far fronte al fatto che 86.400 secondi SI sono da 1 a 3 millisecondi in meno di un giorno solare medio, quindi assicuriamo che il nostro orario sia collegato alla posizione del Sole. L'ultimo secondo bisestile è stato aggiunto proprio lo scorso capodanno, rendendo UTC = TAI - 37 secondi.

Ancora più in basso nella tana del coniglio che mantiene il tempo è il Barycentric Dynamic Time (TDB), che spiega la dilatazione del tempo relativistico variabile nel corso di un anno di cui ti sei chiesto. TDB ha un offset fisso da TAI di 32.184 secondi a causa di come sono stati definiti i punti zero dei due sistemi, e altrimenti rimane entro 1,6 millisecondi di TAI - a seconda di dove si trova la Terra nella sua orbita.

In effetti tutti i tempi precisi riportati dagli astronomi in questi giorni sono la data barycentrica di Julian nel sistema di tempo dinamico baricentrico (BJD_TDB). Questa è la data giuliana in cui un evento sembrerebbe accadere per un osservatore situato nel baricentro del Sistema Solare che utilizza TDB come sistema di cronometraggio. Si noti che il fatto è al baricentro delle SS è importante, poiché le osservazioni sulla Terra vedranno eventi simili fino a ~ 16 minuti di distanza nel corso dell'anno a causa del ritardo del viaggio della luce (Roemer Delay, per gli appassionati) attraverso il Orbita terrestre.

Quindi sì, tutto questo deve essere tenuto in conto per tutto il tempo. Come ho detto, in questi giorni la trasformazione è abbastanza standard che di solito elenchi un momento come "BJD_TDB" e non devi discutere esplicitamente della trasformazione.

Per ulteriori informazioni sul cronometraggio astronomico, vedere Eastman et al. (2010) .

PS - Nel caso ti stia chiedendo perché il Barycentric Dynamic Time sia abbreviato TDB e Coordinated Universal Time sia UTC, è perché tutti usiamo le abbreviazioni francesi.