跳转到内容

脉冲星和中子星/基于脉冲星的时间标准

来自维基教科书,开放的书籍,开放的世界

脉冲星计时方法依赖于脉冲星到达时间的测量。这种到达时间是用天文台时钟测量的。当然,没有时钟是完美的,因此对测量的计时应用一系列校正,以将时间“转移”到地面时间的实现(TT)。基于脉冲星的时间标准的目的是寻找地面时间实现中的不规则性。如果存在这种不规则性,那么它将平等地影响所有脉冲星;所有脉冲星的计时残差将在地面时间的实现中表现出这种不规则性。

许多研究小组试图探测这种不规则性。迄今为止,在 BIPM 对地面时间的实现中没有发现任何重大错误。

艾伦方差

[编辑 | 编辑源代码]

地面时间标准和术语

[编辑 | 编辑源代码]
  • 国际原子时,TT(TAI)。TAI 的稳定性
  • BIPM 实现的地面时间,TT(BIPM)
  • EAL

描述如何访问时间标准以及它们是如何形成的。

显示 TAI 和 BIPM 之间差异的图表,有无二次去除

开发基于脉冲星的时间标准

[编辑 | 编辑源代码]

使用脉冲星脉冲

[编辑 | 编辑源代码]

基于脉冲星的时间标准是通过检查多个脉冲星的计时残差创建的。如果所有脉冲星的数据都相同,并且对所有脉冲星应用相同的拟合程序,那么基于脉冲星的时钟信号将仅仅是残差的加权总和。但是,对于真实数据集,脉冲星不是同时观测的,它们具有不同的数据跨度,计时模型包括任意相位偏移,并且不同的脉冲星需要不同的计时模型拟合。

许多作者试图形成一个基于脉冲星的时间尺度(Guinot & Petit 1991,Petit & Tavella 1996,Rodin 2008,Rodin & Chen 2011)。最近,Hobbs 等人(2012)利用 TEMPO2 软件包中的全局约束拟合程序来拟合所有脉冲星中存在的公共信号。

NEW EPTA paper.

使用轨道运动作为时钟

[编辑 | 编辑源代码]

脉冲星时间标准的污染物

[编辑 | 编辑源代码]

任何在不同脉冲星计时残差之间相关的信号都将被“探测”为地面时间标准中的误差。

  • 从天文台转换为地面时间。必须将天文台测量的脉冲到达时间转换为地面时间。该校正中的任何错误都会在使用相同天文台时钟观测的其他脉冲星中引起相同的计时残差。Hobbs 等人(2012)建议这种校正通常在几纳秒内是已知的。但是,最直接的测试是在多个天文台观测同一个脉冲星,并搜索仅在一个天文台可见的信号。
  • '从地面时间转换为地心时间。脉冲星计时方法依赖于从地面时间转换为地心时间。这目前是使用 Irwin & Fukushima(1999)提出的时间星历进行的。他们报告说他们的时间星历在 ~5ns 的水平上是准确的。
  • 天体物理现象。星际介质、行星星历中的误差甚至引力波都会导致相关的计时残差。目前的研究工作正在试图确定不同物理影响之间可能的污染(例如,Tiburzi 等人 2015)。

使用基于脉冲星的时间标准

[编辑 | 编辑源代码]

目前,在地面时间标准中没有发现任何重大错误。但是,随着对更多具有高计时精度脉冲星的新计时观测,基于脉冲星的时间标准将很快显着提高灵敏度。Hobbs 等人(2012)还指出,基于脉冲星的时间尺度提供

* an independent check on terrestrial timescales using a system that is not terrestrial in origin.
* a timescale based on macroscopic objects of stellar mass instead of being based on atomic clocks that are based on quantum processes.
* a timescale that is continuous and will remain valid for far longer than any clock that we can construct.
华夏公益教科书