仪器系统误差对利用类星体光谱测量精细结构常数的影响

我们提出了一种新的“超校准”(supercalibration) 技术，用于测量高分辨率光谱仪波长标度中的系统畸变。通过将“太阳孪生”恒星或小行星的光谱与参考实验室太阳光谱进行比较，可以在整个光学波长范围内，以约 10 m s$^{-1}$ 的精度追踪标准钍 - 氩校准中的畸变，其尺度涵盖阶梯光栅级次 ($\sim$50--100 \AA) 和整个光谱仪臂 ($\sim$1000--3000 \AA)。利用过去 20 年的存档光谱，我们探究了 VLT--UVES 和 Keck--HIRES 光谱仪的超校准历史。我们发现其波长标度中的系统误差普遍存在且显著，长程畸变通常在每 1000 \AA 变化 $\pm$200 m s$^{-1}$ 之间。我们将这些畸变的简单模型应用于模拟光谱，以此表征大型 UVES 和 HIRES 类星体样本，这些样本此前曾指示精细结构常数 $\alpha$ 可能存在宇宙学变化的证据。该模型产生的 $\alpha$ 虚假偏差在所有红移处紧密匹配 VLT--UVES 类星体结果的重要方面，并部分解释了 HIRES 结果，尽管并非在所有红移处都自洽。也就是说，畸变明显的普遍性、大小和一般特征能够显著削弱来自类星体吸收线的 $\alpha$ 变化证据。