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利用比邻星直接检验引力理论

太阳与恒星天体物理 2019-06-21 v1 地球与行星天体物理 星系天体物理

摘要

比邻星围绕 α\alpha 半人马 A 和 B 的宽双星轨道在牛顿动力学与 Milgromian 动力学(MOND)下存在显著差异。通过将此前该效应的计算与蒙特卡洛程序生成的模拟观测相结合,我们表明可利用比邻星的高精度天体测量来检验这一预言。这需要在单个历元精度为 0.5μ0.5 \, \muas 的条件下观测 10{\approx 10} 年,这处于拟议的 Theia 任务的设计指标之内。一般而言,所需时长应按天体测量精度的 2/5 次幂缩放。一颗长周期行星可能产生类 MOND 的天体测量信号,但仅当其质量与间距平方之比特定且天空位置接近比邻星与 α\alpha 半人马连线线段时才会如此。若比邻星的绝对值径向速度可测至 10{\approx 10} m/s 以内(优于当前 32 m/s 的精度),透视效应的不确定性应足够小以开展此检验。我们预期利用更大样本密近双星估计的径向速度零点(以太阳为锚点)可使所需改进成为可能。我们证明比邻星可能的天体测量微透镜效应不太可能影响结果。我们还讨论了为何应能找到足够天体测量稳定的参考星。妥善解决这些及其他问题,将能在当前甚少探索的、与星系外围动力学差异相关的低加速度 regime 中对引力进行决定性检验。

关键词

引用

@article{arxiv.1906.08264,
  title  = {Directly testing gravity with Proxima Centauri},
  author = {Indranil Banik and Pavel Kroupa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1906.08264},
  year   = {2019}
}

备注

10 pages, 2 figures. Published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society in this form