双星系统的相对论效应Barycentre双星对到达时间的调制与太阳系类似Pulsar=I+AR+AE+ASARAsAERoemer项Einstein项Shapiro项Y：轨道质量因子；u：偏近点角Ae=Ysinu,Gmes=sini.As=-2rln(1-ssin@),r=2r."range"项s.“shape"项轨道相位注：shapiro延迟可以用来测轨道倾角i和伴星质量mc
双星系统的相对论效应 双星对到达时间的调制与太阳系类似 Roemer 项 Einstein 项 Shapiro 项 ：轨道质量因子；u：偏近点角 Ф：轨道相位 r: “range” 项 s: “shape”项 注：shapiro延迟可以用来测轨道倾角 i和伴星质量mc
Shapiro延时-PSRJ1909-3744(srt)·P=2.947msPb=1.533d·Parkes测时CPSR20200400600Epoch(MJD-52600)·时间残差10分钟：230nsD日常观测（~2小时）：74ns0·shaprio延迟可得SmCi=86.58±0.1degm=0.204±0.002M。(d)·质量函数可得m,=1.438±0.024Mo(Jacoby etal.2005)00.20.40.60.8Orbital Phese
Shapiro 延时 - PSR J1909-3744 (Jacoby et al. 2005) • P = 2.947 ms • Pb = 1.533 d • Parkes 测时 CPSR2 • 时间残差: 10分钟: 230 ns 日常观测 (~2 小时): 74 ns • shaprio延迟可得: i = 86.58 0.1 deg mc = 0.204 0.002 Mʘ • 质量函数可得: mp = 1.438 0.024 Mʘ
双星轨道的相对论演化1.轨道进动相对论双星开普勒常数会发生变化Po,x,o,To最早测近日点进动的是水星43arc/centuryPSRB1913+164.2deg/year(GM/c-r)Precession进动可以测双星的总质量G2/3(mp + me)-2/3c-2(1 - e)-OGR=3PSR B1913+16m,+m=2.8MM,=1.4408±0.0003M。(Weisberg&Taylor2005)M.=1.3873±0.0003M
双星轨道的相对论演化 相对论双星开普勒常数会发生变化 最早测近日点进动的是水星 43 arc/century PSR B1913+16 4.2 deg/year （GM/c2 r） 进动可以测双星的总质量 PSR B1913+16 mp+mc=2.8Mʘ 1. 轨道进动 Mp = 1.4408 0.0003 Mʘ Mc = 1.3873 0.0003 Mʘ (Weisberg & Taylor 2005)
2.轨道周期的变化■由于引力辐射，轨道周期将会变快Sm,me+%oG513c-O6(m,+m由开普勒常数的测量及广义相对论预测20PSRB1913+16General Relativity prediction25观测值结果30P,=(-2.4184±0.0009)×10-12首次引力波的观测证据。-35P还与横向速度（自行）相关-401975198019851990199520002005PSRB1534+12Year
2. 轨道周期的变化 由于引力辐射，轨道周期 将会变快 由开普勒常数的测量及广 义相对论预测 PSR B1913+16 观测值结果 首次引力波的观测证据。 还与横向速度(自行)相关 PSR B1534+12( ) ( ) 5/3 7/ 2 2 4 2 5/3 5 1/3 192 73 37 1 1 5 2 24 96 b p c b p c P m m P e e e G c m m − − − = − + + − + Pb ( ) 12 Pb 2.4184 0.0009 10− = −
AIPPSRB1913+16TheHulse-Taylor BinaryPulsar首次发现脉冲双星首次精确测量中子星质量·首次发现引力波存在的证据·证实了广义相对论是一个精确描述强引力场的理论1993授予Taylor&Hulse诺贝尔奖
• 首次发现脉冲双星 • 首次精确测量中子星质量 • 首次发现引力波存在的证据 • 证实了广义相对论是一个精确描述强引力场的理论 1993授予 Taylor & Hulse诺贝尔奖 The Hulse-Taylor Binary Pulsar PSR B1913+16