脉冲星的观测周期是否随一年的时间变化？

在Physics SE的上方，发布了一个问题，询问地球在近日点和短时点之间的时间膨胀差异：

而是让我吃惊的事实证明，因为在地球与太阳的距离和地球的轨道速度的变化，有大约相差每人S天在两个极端之间。 $60\mu$

评论员指出，脉冲星的测量精度足以检测出这种差异。但是，我从未听说必须在一年中的某个时间对脉冲星测量进行校正，而Googling发现我没有任何关系。我想知道是否需要考虑这一点。

差异仅是一部分，因此大概取决于脉冲星是否可以精确地计时。 $10^9$

pulsar

— 约翰·雷尼
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该链接讨论了注释中的计时准确性，有人引用了秒作为准确性，这对于您的要求来说太大了，假设周期为秒。我认为这不足以解决问题，但您也许可以使用它。

10^{- 7}

$10^{-7}$

10^{- 9}

$10^{-9}$

1

$1$

— StephenG

这是100％的猜测，但我的假设是，由于脉冲星非常精确，因此它们的计时是使用GPS时间计算的，我假设这已经考虑了这些类型的时间膨胀（以及其他因素）。

— zephyr

@zephyr - GPS时间并没有考虑这些时间扩张术。GPS时间是相对于国际原子时间（TAI）的固定偏移量，后者用于测量地球表面海平面上的时间。Physical.SE上的问题激发了这个问题，该问题本质上是关于重心动态时间（TDB）的。

— David Hammen

可能有关脉冲星定时代码tempo2（尤其是第2.1.5节：“爱因斯坦延迟”）的论文（Edwards等，2006）可能是有用的：adsabs.harvard.edu/doi/10.1111/j.1365-2966.2006.10870。 x

— 彼得·欧文

Answers:

是。就脉冲星定时测量而言，这是一个巨大的影响！+/- 30 km / s的多普勒频移将10000的脉冲星频率改变+/-1。这听起来很小，但是很明显在许多周期内累积的相移很明显。此外，还必须考虑到光在整个太阳系中的传播时间，以及地球的自转和其他一些较小的影响，例如Shapiro延迟。

如果问题是由椭圆形（相对于圆形）轨道上的地球望远镜所经历的不同引力引起的时钟频率的逐年变化，那么答案仍然是肯定的。

这是Lyne等人在“ Pulsar天文学”第52页给出的应用更正列表中的第4项。最大的影响是的速率变化，从而导致最大超前或滞后1.7 ms。 $3\times 10^{-9}$

— 罗布·杰弗里斯
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我认为问题的要点更多地在于，除了提到的多普勒频移和鲁默效应外，地球距太阳因素的距离变化是否导致了GR时间膨胀的差异。

— 彼得·欧文

简短的答案是：是的。

更长的答案是：在几乎所有天文学分支中，校正绕太阳引力运动的地球的时间膨胀效应实际上都是相对标准的。在某种程度上，进行这种纠正只是一篇论文中的一句话（有时更少），这可能就是为什么您在使用Google搜索时遇到了麻烦。

（我要说的是，我最熟悉系外行星过境和RV计时问题，但请与脉冲星人们必须处理的问题保持一致）。

在某些背景下，全世界使用的基本计时系统是国际原子钟（TAI），它是国际度量衡局在巴黎以外确定的300多个原子钟的加权平均值。重要的是，TAI严格是连续的：没有添加leap秒。如果您在乎亚秒级的计时精度，这一点很重要。

我们通常使用的“时钟”时间是协调世界时（UTC），它是TAI减去leap秒。出现这些leap秒是为了解决86,400 SI秒比一个平均太阳日少1至3毫秒的事实，因此请确保我们的时钟时间与太阳的位置相关。刚过去的新年添加了最近的leap秒，使UTC = TAI-37秒。

计时兔子洞甚至更远的地方是重心动态时间（TDB），它可以解释您询问的一年中变量相对论时间的膨胀。由于如何定义两个系统的零点，TDB与TAI的固定偏移为32.184秒，否则，它会保持在TAI的1.6毫秒内-取决于地球在轨道上的位置。

实际上，这几天天文学家报告的所有精确时间都是重心动态时间系统（BJD_TDB）中的重心朱利安日期。这是朱利安日期，该事件似乎发生在使用TDB作为其计时系统的太阳系重心处的观察者身上。请注意，这是在SS重心的事实，这很重要，因为在一年中，由于整个地球上的光旅行时间延迟（Roemer Delay，对于狂热者而言），在地球上进行的观测将发现相距约16分钟的类似事件。地球的轨道。

是的，所有这些都必须一直考虑。就像我说的那样，这些天的转换已经足够标准了，您通常只需将时间列为“ BJD_TDB”，而不必明确讨论转换。

有关天文计时的更多信息，请参阅Eastman等。（2010）。

PS-如果您想知道为什么重心动态时间是TDB的缩写，而协调世界时是UTC，那是因为我们都使用了法文缩写。

— 汤玛士
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