《利用毫秒脈衝星建立高穩定度的時間尺度》是依託武漢大學，由張彩紅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：利用毫秒脈衝星建立高穩定度的時間尺度
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張彩紅
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
毫秒脈衝星是自轉較快、年齡較老、磁場較弱的脈衝星，是宇宙空間的燈塔，被譽為自然界最穩定的天然時鐘。大部分毫秒脈衝星的脈衝到達時間（TOA）的測量精度都在0.1～1微秒，利用毫秒脈衝星的高速穩定自轉的特點可以建立脈衝星時，其穩定度能夠和當時原子時相媲美，但是單顆毫秒脈衝星建立的脈衝星時受到星際色散、引力波輻射以及原子時誤差等噪聲源的影響，導致毫秒脈衝星的計時殘差之間相關，造成了脈衝星時的穩定度不夠高，尤其是短期穩定度。除了原子時誤差，其它誤差可以通過模型消弱甚至消除，唯獨原子時誤差難以消除。本項目擬採用多顆毫秒脈衝星的實測計時數據，在研究解算高精度TOA的基礎上，分離毫秒脈衝星的計時殘差之間的相關噪聲，建立一種高穩定度的綜合脈衝星時，能夠達到實現地球時的精度要求，並可以用來探測行星星曆和原子時誤差。
結題摘要
提出了解算高精度脈衝到達時間的策略，推導了地球時和質心坐標時轉換關係，以毫秒脈衝星PSR J0437-4715的實測計時數據為例，分別研究分析了Roemer延遲、Einstein延遲、Shapiro延遲以及星際色散對其計時殘差的影響，結果表明各種延遲量相差較大，最大為近200s（Roemer延遲），最小趨近於零，太陽和木星對毫秒脈衝星計時精度影響最大。以澳大利亞國家天文台Parks射電望遠鏡觀測到的12顆毫秒脈衝星共十餘年的實測計時數據為基礎，首先根據互相關法獲取TOA及其誤差，分析太陽系質心時的計時殘差，然後運用傅立葉級數建立綜合脈衝星時模型，從而實現地球時，最後利用deltz方法評估了它的穩定度。結果表明綜合脈衝星時的穩定度呈現線性增強趨勢，10年的穩定度高於10-15，白噪聲是主要噪聲來源，對其穩定度的影響隨著時間的增長逐漸減弱，穩定性和BIPM(2013)相當，認為綜合脈衝星時可以作為地球時的一種實現方式。 分析比較了JPL行星星曆DE200、DE405和DE421的差異，以及它們對毫秒脈衝星計時殘差精度的影響，結果表明對於某顆毫秒脈衝星，解算採用多種設備觀測多個頻率的計時觀測數據時，TEMPO2模型誤差大於不同行星星曆帶來的誤差，因此無法判斷何種行星星曆更有利於提高毫秒脈衝星計時精度；對於同一設備觀測一顆毫秒脈衝星的同一頻率的計時觀測數據，DE421最有利於提高毫秒脈衝星的計時精度。
