二进制脉冲星中重力光偏折的相对论效应

本文提出一种改进的脉冲星时序公式，考虑了脉冲星伴星重力场中光的相对论偏折，并讨论了该效应的可测性及其不确定度估计。脉冲星射线在伴星重力场中的偏折导致脉冲星自转相位变化。这种变化表现为在脉冲星与伴星superior conjunction 时，post-fit 脉冲星时序残差呈现窄峭的增大。与相对论 Shapiro 效应不同，脉冲星射线光的偏折效应的振幅呈两个大小相反的峰，随着轨道倾角 $i$ 趋近 90$^{\circ}$ 而变得更尖锐。本效应影响了 nearly edgewise 轨道脉冲星中相对论 Shapiro 效应参数估计。将其纳入拟合程序可更精确地测量轨道倾角的正弦值 $i$ 以及脉冲星 $m_p$ 与其伴星 $m_c$ 的质量。这有助于更严格地检验强场引力理论。此外，该效应的测量还能提供关于脉冲星自转轴在空间中位置的独立几何约束。对 nearly edgewise 轨道的二进制脉冲星进行了数值计算，结果显示该效应仅在 $\cos i\leq 0.003$ 时才被观测到。随着脉冲星自旋轴趋近视线，这一估计条件会变得不那么严格。