利用朱诺号进行广义相对论的一个可能新测试
广义相对论与量子宇宙学
2013-09-10 v5 地球与行星天体物理
空间物理
摘要
旋转体引力势的多极展开会影响绕其运行的测试粒子的轨道运动，在经典和相对论层面都会产生长期摄动。在这项初步灵敏度分析中，我们表明，由于朱诺号的高偏心率（e=0.947）和木星巨大的扁率（J2=1.47×10^-2），在其为期一年的科学阶段（2016年11月10日至2017年10月5日），J2 c^-2效应有望首次在木星引力场中被测量到。朱诺号的半长轴a和近木点幅角ω预计在1-2年内分别产生Δa=700-900米和Δω=50-60毫角秒的偏移。数值分析还表明，在最近距离的典型6小时通过期间，朱诺号的J2 c^-2距离变化率信号预计高达280微米/秒。其他研究人员先前关于Lense-Thirring效应可测量性的独立分析表明，朱诺号的射电科学设备在此类通过期间的距离变化率多普勒测量精度可达1-5微米/秒。经典偶数阶带谐摄动的距离变化率特征与1PN摄动不同。因此，基于模拟多普勒数据的协方差分析和专用参数估计的进一步研究值得深入考虑。结果表明，J2 c^-2效应不能解释地球引力场中的飞越异常。一颗位于6678公里×57103公里极轨道的专用航天器将经历0.4毫米/秒的地心J2 c^-2距离变化率偏移。
引用
@article{arxiv.1302.6920,
title = {A possible new test of general relativity with Juno},
author = {L. Iorio},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.6920},
year = {2013}
}
备注
LaTex2e, 16 pages, no tables, 2 figures, 39 references. Version published in Classical and Quantum Gravity (CQG)