La période observée d'un pulsar change-t-elle avec la période de l'année?

Dans Physics SE, une question a été publiée concernant la différence de dilatation temporelle de la Terre entre le périhélie et l'aphélie:

La Terre connaît-elle une dilatation temporelle significative et mesurable au périhélie?

À ma grande surprise, il s'avère qu'en raison des changements de la distance Terre-Soleil et de la vitesse orbitale de la Terre, il existe une différence d'environ s par jour entre les deux extrêmes. $60\mu$

Un commentateur a souligné que les pulsars peuvent être mesurés avec suffisamment de précision pour détecter cette différence. Cependant, je n'ai jamais entendu parler d'une mesure de pulsar devant être corrigée pour la période de l'année, et Google n'a rien trouvé de similaire. Je serais intéressé de savoir si c'est quelque chose qui doit être pris en considération.

La différence est légèrement supérieure à une partie dans , donc cela dépend probablement si les pulsars peuvent être chronométrés avec autant de précision. $10^9$

pulsar

— John Rennie
source

Ce lien traite de la précision du chronométrage dans les commentaires et quelqu'un cite sec comme précision, ce qui est trop grand pour votre besoin de , en supposant une période de l'ordre de sec. Je ne pense pas que ce soit assez bon pour être une réponse, mais vous pourrez peut-être vous en servir.

10^{- 7}

$10^{-7}$

10^{- 9}

$10^{-9}$

1

$1$

— StephenG

C'est une supposition à 100%, mais mon hypothèse est que, comme les pulsars sont si précis, leur synchronisation est calculée en utilisant le temps GPS, ce qui, je suppose, tient déjà compte de ces types de dilatations temporelles (entre autres).

— zephyr

@zephyr - L'heure GPS ne tient pas compte de ces dilatations temporelles. Le temps GPS est un décalage fixe par rapport au temps atomique international (TAI), qui mesure le temps au niveau de la mer à la surface de la Terre. La question à physics.SE qui a motivé cette question qui portait essentiellement sur le temps dynamique barycentrique (TDB).

— David Hammen

Peut-être cet article (Edwards et al. 2006) sur le code temporel du pulsar tempo2 (en particulier la section 2.1.5: "Retard d'Einstein") pourrait être utile: adsabs.harvard.edu/doi/10.1111/j.1365-2966.2006.10870. x

— Peter Erwin

Réponses:

Oui. En termes de mesures de synchronisation pulsar, c'est un effet massif! Un décalage Doppler de +/- 30 km / s modifie la fréquence du pulsar de +/- 1 partie sur 10000. Cela semble faible, mais le décalage de phase accumulé sur de nombreuses périodes est facilement apparent. De plus, le temps de déplacement de la lumière à travers le système solaire doit être pris en compte, ainsi que la rotation de la Terre et certains autres effets plus petits - tels que le retard de Shapiro.

Si la question se réfère à la différence spécifique annuelle variant dans les fréquences d'horloge provoquée par le potentiel gravitationnel différent expérimenté par un télescope terrestre sur une orbite elliptique (par opposition à circulaire) -la réponse est toujours oui.

Il s'agit du point 4 de la liste des corrections appliquées donnée à la page 52 de "Pulsar Astronomy" par Lyne et al. L'effet maximum est un changement de fréquence de conduisant à une avance ou un retard maximum de 1,7 ms. $3\times 10^{-9}$

— Rob Jeffries
source

Je pense que l'essentiel de la question était plus de savoir si la différence de dilatation du temps GR due aux changements de la distance de la Terre par rapport aux facteurs solaires dans les calculs de synchronisation des pulsars - en plus du décalage Doppler et de l'effet Roehmer que vous avez mentionnés.

— Peter Erwin

La réponse courte est: oui.

La réponse plus longue est: la correction des effets de dilatation temporelle de la Terre se déplaçant autour du potentiel gravitationnel du Soleil est en fait relativement standard dans presque toutes les branches de l'astronomie. Au point où l'exécution de cette correction est une phrase dans un document (parfois moins), et c'est probablement pourquoi vous avez eu du mal à la rechercher sur Google.

(Je mettrai tout cela en garde en disant que je connais surtout les problèmes de transit des exoplanètes et de synchronisation des VR, mais ils devraient être les mêmes que ceux auxquels les pulsars doivent faire face).

Pour rappel, le système de chronométrage de base utilisé dans le monde est le temps atomique international (TAI), qui est une moyenne pondérée de plus de 300 horloges atomiques déterminées par le Bureau international des poids et mesures en dehors de Paris. Surtout, TAI est strictement continu: aucune seconde intercalaire n'est ajoutée. Ceci est important si vous vous souciez de la précision de synchronisation en moins d'une seconde.

Ce que nous utilisons comme temps "d'horloge" normal est le temps universel coordonné (UTC), qui est TAI avec les secondes intercalaires soustraites. Ces secondes intercalaires sont présentes pour faire face au fait que 86 400 secondes SI sont de 1 à 3 millisecondes inférieures à un jour solaire moyen, et ainsi garantir que notre horloge est liée à la position du Soleil. La seconde intercalaire la plus récente a été ajoutée juste la dernière année, faisant UTC = TAI - 37 secondes.

Encore plus loin dans le trou du lapin qui garde le temps se trouve le temps dynamique barycentrique (TDB), qui explique la dilatation temporelle relativiste variable au cours d'une année dont vous avez parlé. TDB a un décalage fixe par rapport à TAI de 32,184 secondes en raison de la façon dont les points zéro des deux systèmes ont été définis, et reste autrement à moins de 1,6 millisecondes de TAI - selon l'endroit où la Terre se trouve sur son orbite.

En fait, tous les temps précis rapportés par les astronomes ces jours-ci sont la date julienne barycentrique dans le système de temps dynamique barycentrique (BJD_TDB). Il s'agit de la date julienne qu'un événement semble se produire pour un observateur situé au barycentre du système solaire utilisant TDB comme système de chronométrage. Notez que le fait qu'il se trouve au barycentre SS importe, car les observations sur Terre verront des événements similaires jusqu'à ~ 16 minutes d'intervalle au cours de l'année en raison du retard de la lumière (Roemer Delay, pour les aficionados) à travers le L'orbite de la Terre.

Alors oui, tout cela doit être pris en compte tout le temps. Comme je l'ai dit, ces jours-ci, la transformation est suffisamment standard pour que vous indiquiez généralement une heure comme "BJD_TDB" et que vous n'ayez pas à discuter explicitement de la transformation.

Pour plus d'informations sur le chronométrage astronomique, voir Eastman et al. (2010) .

PS - Si vous vous demandez pourquoi le temps dynamique barycentrique est abrégé TDB et le temps universel coordonné est UTC, c'est parce que nous utilisons tous les abréviations françaises.

— Thomas
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