一种探测光学光谱间速度偏移与畸变的新方法

近期来自 VLT 和 Keck 望远镜的类星体光谱学研究表明，基本常数可能并非真正恒定。为了更好地确认或反驳这一结果，必须最小化望远镜之间的系统误差。我们提出了一种新方法，用于直接比较同一物体的光谱并测量它们之间的任何速度偏移。该方法能够发现光谱间依赖于波长的速度偏移，即速度畸变，这些畸变可能导致对基本常数宇宙学变化的虚假探测。这种“直接比较”方法相较于替代技术具有若干优势：它是模型无关的（相对于谱线拟合方法），盲测的（即无需预先识别光谱特征），并且能为速度偏移测量提供有意义的不确定性估计。特别是，我们证明了在比较具有未分辨吸收特征的阶梯光栅分辨率光谱时，当每像素信噪比 >7 时，不确定性估计是可靠的。我们将此方法应用于 Keck 和 VLT 观测的类星体 J2123-0050 的光谱，发现在长波长范围（~1050 埃）内没有超过 ~180 m/s 的显著畸变。我们也未发现阶梯光栅级次内存在大于 500 m/s 的系统性速度畸变的证据。此外，此前对质子 - 电子质量比宇宙学变化的限制不应受到这些光谱中速度畸变超过 4.0 +/- 4.2 ppm 的影响。该技术也可应用于测量恒星视向速度以搜寻系外行星，以及尝试利用类星体吸收光谱直接观测宇宙的膨胀历史。