利用 DESI 发射线星系约束精细结构常数的时空变化

我们使用暗能量光谱仪（DESI）对精细结构常数 $\alpha$ 的时空变化给出了强约束。在这项试点工作中，我们利用约 $110,000$ 个具有强且窄的 O III $\lambda\lambda$4959,5007 发射线的星系，来测量空间和时间上的相对变化 $\Delta\alpha/\alpha$。O III 双线可以说是用于此目的的最佳选择，因为这两条线之间的波长间隔很宽，且在许多星系中具有很强的发射。我们的星系样本跨越了 $0<z<0.95$ 的红移范围，覆盖了所有宇宙时间的一半。我们将样本划分为 10 个红移箱（$\Delta z=0.1$）中的子样本，并计算各个子样本的 $\Delta\alpha/\alpha$。测得的 $\Delta\alpha/\alpha$ 的不确定性大致在 $2\times10^{-6}$ 到 $2\times10^{-5}$ 之间。我们发现 $\alpha$ 随红移存在表观变化，其水平为 $\Delta\alpha/\alpha=(2\sim3)\times10^{-5}$。这极有可能是由与波长校准相关的系统误差引起的，因为 $0.002-0.003$ \AA 的波长畸变就能引起如此小的系统误差，这超出了当前 DESI 数据所能达到的精度。我们利用天光线对一小部分星系改进了波长校准，但这并未改变我们的主要结果。我们进一步探测了在小红移范围内 $\alpha$ 的空间变化，未在 $\Delta\alpha/\alpha$ 的空间分布中发现明显的大尺度结构。随着 DESI 的持续进行，我们将纳入更多星系，并通过改进波长校准，期望获得与当前最强约束相当的更好约束。