Apakah periode pengamatan pulsar berubah dengan waktu tahun?

Dalam Fisika SE, sebuah pertanyaan diposting yang menanyakan tentang perbedaan dalam pelebaran waktu Bumi antara perihelion dan aphelion:

Apakah Bumi mengalami pelebaran waktu yang signifikan dan terukur pada saat perihelion?

Agak mengherankan saya ternyata karena perubahan jarak Bumi-Matahari dan kecepatan orbit Bumi ada perbedaan sekitar per hari antara dua ekstrem.$60\mu$

Seorang komentator menunjukkan bahwa pulsar dapat diukur dengan cukup akurat untuk mendeteksi perbedaan ini. Namun saya belum pernah mendengar pengukuran pulsar yang harus diperbaiki untuk tahun ini, dan Googling tidak menemukan hal yang berhubungan dengan saya. Saya akan tertarik untuk mengetahui apakah ini adalah sesuatu yang perlu dipertimbangkan.

Perbedaannya sedikit lebih dari satu bagian dalam , jadi mungkin itu tergantung pada apakah pulsar dapat diatur waktunya secara akurat.$10^9$

Iya. Dalam hal pengukuran waktu pulsar, ini adalah efek besar! Pergeseran doppler +/- 30 km / s mengubah frekuensi pulsar sebesar +/- 1 bagian dalam 10000. Ini terdengar kecil, tetapi pergeseran fase terakumulasi selama banyak periode sudah jelas. Selain itu, waktu perjalanan cahaya melintasi tata surya harus diperhitungkan, serta rotasi bumi dan beberapa efek kecil lainnya - seperti penundaan Shapiro.

Jika pertanyaan mengacu pada perbedaan spesifik setiap tahunnya dalam laju jam yang disebabkan oleh potensi gravitasi berbeda yang dialami oleh teleskop yang di-Bumi-kan pada orbit elips (berlawanan dengan lingkaran) - jawabannya masih ya.

$3\times 10^{-9}$

Jawaban singkatnya adalah: ya.

Jawaban yang lebih panjang adalah: mengoreksi efek pelebaran waktu Bumi yang bergerak di sekitar potensi gravitasi Matahari sebenarnya relatif standar di hampir semua cabang astronomi. Sampai-sampai menjalankan koreksi itu adalah kalimat dalam makalah (terkadang kurang), dan mungkin itulah sebabnya Anda kesulitan mencari Google untuk itu.

(Saya akan menentang semua ini dengan mengatakan saya sebagian besar akrab dengan transit exoplanet dan masalah waktu RV, tetapi mereka harus sama dengan apa yang harus dihadapi oleh orang-orang pulsar).

Seperti beberapa latar belakang, sistem pencatat waktu dasar yang digunakan di seluruh dunia adalah Waktu Atom Internasional (TAI), yang merupakan rata-rata tertimbang lebih dari 300 jam atom yang ditentukan oleh Biro Bobot dan Ukuran Internasional di luar Paris. Yang penting, TAI benar-benar berkelanjutan: tidak ada detik kabisat ditambahkan. Ini penting jika Anda peduli tentang ketepatan waktu sub-detik.

Apa yang kita gunakan sebagai waktu "jam" normal adalah Waktu Universal Terkoordinasi (UTC), yaitu TAI dengan detik kabisat dikurangi. Detik-detik kabisat itu hadir untuk menghadapi kenyataan bahwa 86.400 detik SI adalah 1 hingga 3 milidetik kurang dari satu rata-rata hari Matahari, dan dengan demikian memastikan bahwa waktu jam kita terkait dengan posisi Matahari. Lompatan kedua terbaru ditambahkan hanya pada Tahun Baru yang lalu, menjadikan UTC = TAI - 37 detik.

Lebih jauh lagi ke lubang kelinci yang menjaga waktu adalah Barycentric Dynamic Time (TDB), yang menyumbang pelebaran waktu relativistik variabel selama satu tahun yang Anda tanyakan. TDB memiliki offset tetap dari TAI 32,194 detik karena bagaimana titik-nol dari kedua sistem itu didefinisikan, dan jika tidak tetap dalam 1,6 milidetik TAI - tergantung di mana Bumi berada di orbitnya.

Secara efektif semua waktu yang tepat yang dilaporkan oleh para astronom hari ini adalah tanggal Julian barycentric dalam sistem Barycentric Dynamic Time (BJD_TDB). Ini adalah tanggal Julian suatu peristiwa akan muncul untuk pengamat yang berada di barycenter Tata Surya menggunakan TDB sebagai sistem ketepatan waktu mereka. Perhatikan bahwa fakta ini ada di barycenter SS tidak masalah, karena pengamatan di Bumi akan melihat peristiwa serupa hingga ~ 16 menit sepanjang tahun karena keterlambatan waktu perjalanan cahaya (Roemer Delay, untuk para pecinta) di seluruh Orbit bumi.

Jadi ya, ini semua harus dipertanggungjawabkan sepanjang waktu. Seperti yang saya katakan, hari ini transformasi cukup standar sehingga Anda biasanya hanya menuliskan waktu sebagai "BJD_TDB" dan tidak harus secara eksplisit membahas transformasi.

Untuk lebih banyak membaca tentang ketepatan waktu astronomi, lihat Eastman et al. (2010) .

PS - Jika Anda ingin tahu mengapa Barycentric Dynamic Time disingkat TDB dan Coordinated Universal Time adalah UTC, itu karena kita semua menggunakan singkatan Prancis.