O período observado de um pulsar muda com a época do ano?

Na Física SE, foi colocada uma pergunta perguntando sobre a diferença na dilatação do tempo da Terra entre periélio e afélio:

A Terra experimenta alguma dilatação significativa e mensurável no periélio?

Para minha surpresa, acontece que, devido às mudanças na distância Terra-Sol e na velocidade orbital da Terra, há uma diferença de cerca de s por dia entre os dois extremos.$60\mu$

Um comentarista apontou que os pulsares podem ser medidos com precisão suficiente para detectar essa diferença. No entanto, nunca ouvi falar de uma medição pulsar precisando ser corrigida para a época do ano, e o Google não me encontrou nada relacionado. Eu estaria interessado em saber se isso é algo que precisa ser considerado.

A diferença é ligeiramente superior a uma parte em , portanto, presumivelmente, depende se os pulsares podem ser cronometrados com precisão.$10^9$

Sim. Em termos de medições de tempo do pulsar, esse é um efeito massivo! Um deslocamento doppler de +/- 30 km / s altera a frequência do pulsar em +/- 1 parte em 10000. Isso soa pequeno, mas o deslocamento de fase acumulado por muitos períodos é facilmente aparente. Além disso, o tempo de viagem da luz através do sistema solar deve ser levado em consideração, assim como a rotação da Terra e alguns outros efeitos menores - como o atraso de Shapiro.

Se a pergunta se refere à diferença variável anual específica nas taxas de relógio causada pelo potencial gravitacional diferente experimentado por um telescópio terrestre em uma órbita elíptica (em oposição à circular) - a resposta ainda é sim.

Este é o item 4 da lista de correções aplicadas dada na p.52 de "Astronomia Pulsar" por Lyne et al. O efeito máximo é uma alteração na taxa de levando a um avanço ou atraso máximo de 1,7 ms.$3\times 10^{-9}$

Resposta curta é: sim.

A resposta mais longa é: corrigir os efeitos de dilatação do tempo da Terra se movendo em torno do potencial gravitacional do Sol é na verdade relativamente padrão em quase todos os ramos da astronomia. Até o ponto em que executar essa correção é uma sentença em um artigo (às vezes menos), e é provavelmente por isso que você teve problemas em pesquisar no Google.

(Eu vou ressaltar tudo isso dizendo que estou familiarizado com problemas de trânsito de exoplanetas e tempo de RV, mas eles devem ser os mesmos com os quais o pessoal do pulsar precisa lidar).

Como pano de fundo, o sistema básico de manutenção de tempo usado em todo o mundo é o International Atomic Time (TAI), que é uma média ponderada de mais de 300 relógios atômicos determinados pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas fora de Paris. É importante ressaltar que o TAI é estritamente contínuo: não há segundos bissextos adicionados. Isso é importante se você se preocupa com a precisão do tempo de sub-segundo.

O que usamos como hora normal do "relógio" é o Tempo Universal Coordenado (UTC), que é TAI com os segundos bissextos subtraídos. Esses segundos bissextos estão presentes para lidar com o fato de que 86.400 segundos SI são de 1 a 3 milissegundos a menos de um dia solar médio e, portanto, garantem que o tempo do nosso relógio esteja vinculado à posição do Sol. O segundo salto mais recente foi adicionado apenas no último ano, tornando UTC = TAI - 37 segundos.

Mais adiante, na toca do coelho, o Tempo Dinâmico Baricêntrico (TDB), responsável pela dilatação variável do tempo relativístico ao longo de um ano sobre o qual você perguntou. O TDB possui um deslocamento fixo do TAI de 32.184 segundos devido à forma como os pontos zero dos dois sistemas foram definidos e, de outra forma, permanece a 1,6 milissegundos de TAI - dependendo de onde a Terra está em sua órbita.

Efetivamente, todos os horários precisos relatados pelos astrônomos hoje em dia são a data juliana barêntrica no sistema Barycentric Dynamic Time (BJD_TDB). Esta é a data juliana em que um evento parece acontecer para um observador localizado no baricentro do Sistema Solar usando TDB como seu sistema de cronometragem. Observe que o fato é que este é o centro de SS, porque as observações na Terra verão eventos semelhantes com até 16 minutos de diferença ao longo do ano devido ao atraso no tempo de viagem da luz (atraso de Roemer, para os aficionados) em todo o Órbita da terra.

Então, sim, tudo isso deve ser contabilizado o tempo todo. Como eu disse, atualmente a transformação é padrão o suficiente para que você geralmente liste um horário como "BJD_TDB" e não precise discutir explicitamente a transformação.

Para mais informações sobre cronometragem astronômica, consulte Eastman et al. (2010) .

PS - Caso você esteja se perguntando por que o Tempo Dinâmico Baricêntrico é abreviado como TDB e o Tempo Universal Coordenado é UTC, é porque todos nós usamos as abreviações em francês.