Технический центр ЕКА в Нидерландах начал использовать часы на основе пульсара. Система PulChron измеряет время с помощью радиоимпульсов миллисекундной частоты от нескольких быстро вращающихся нейтронных звезд.
Работающая с конца ноября 2018 года, эта основанная на пульсарах система размещена в подразделении ЕКА ESTEC, в Нордвейке, в Нидерландах, и опирается на текущие наблюдения пяти радиотелескопов по всей Европе.
Что такое пульсар и почему он может использоваться в качестве временнОго эталона?
Во-первых, это нейтронная звезда.
Нейтронные звезды являются самой плотной формой наблюдаемой материи в космосе, образованной из коллапсирующего ядра взрывающихся звезд. Крошечные в космическом отношении (порядка десятка километров в диаметре), они все еще имеют бОльшую массу, чем Солнце.
Во-вторых, это не просто нейтронная звезда.
Пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звёзды с магнитным полем, которое наклонено к оси их вращения. Такие звёзды испускают высокоэнергетический узкий пучок электромагнитного излучения из района полюсов, но по «вихляющей» как у останавливающейся юлы траектории. Такое излучение можно наблюдать только тогда, когда его луч направлен на Землю (как маяк можно видеть только тогда, когда свет направлен точно в направлении наблюдателя). Этим объясняется импульсный характер излучения. Поскольку пульсары очень плотные и имеют короткие регулярные периоды вращения, то земной наблюдатель фиксирует равные (с огромной степенью точности) интервалы между импульсами, которые составляют от миллисекунд до секунд для отдельного пульсара.
Цель PulChron - продемонстрировать эффективность шкалы времени на основе пульсара для генерации и мониторинга времени, используемого в спутниковой навигации. Шкала времени пульсара работает совершенно независимо от используемой технологии атомных часов - она основана не на переключениях между состояниями атомной энергии, а на вращении нейтронных звезд.
PulChron получает партии результатов измерений пульсаров с пяти радиотелескопов 100-метрового класса, включающих в себя европейский Pulsar Timing Array - радиотелескоп Westerbork Synthesis в Нидерландах, германский радиотелескоп Effelsberg, телескоп Lovell в Великобритании, радиотелескоп Nancay во Франции и Сардинию. Радиотелескоп в Италии.
Эта «команда» телескопов отслеживает 18 высокоточных пульсаров в европейском небе, чтобы выявлять любые временные аномалии, потенциальные свидетельства гравитационных волн - флуктуации в ткани пространства-времени, вызванные мощными космическими событиями.
Для PulChron эти измерения на радиотелескопе используются для управления атомными часами с активным водородным мазером, сочетающим в себе его чрезвычайную кратко- и среднесрочную стабильность с долгосрочной надежностью пульсаров.
Точность PulChron контролируется с точностью до нескольких миллиардных долей секунды с помощью смежной UTC Лаборатории ESA, которая использует три таких атомных водородных мазерных датчика с тремя цезиевыми часами для получения высокостабильного синхронизирующего сигнала, способствующего настройке всемирного времени UTC - мирового времени.
Кроме того, можно отслеживать постепенное отклонение времени пульсара от времени UTC ESTEC, которое прогнозируется со скоростью около 200 триллионных долей секунды в день.
(По данным Европейского космического
