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静止天体单极矩与四极矩场中2PN近似下的光传播:基本变换

广义相对论与量子宇宙学 2025-10-07 v2

摘要

当今的天体测量学在测量天体角位置方面已达到微角秒级别。下一代天体测量设施正瞄准亚微角秒尺度。亚微角秒天体测量学要求对太阳系弯曲时空中的光传播理论进行重大改进。特别是,必须确定后牛顿方案二阶的光线轨迹,其中需要考虑某些太阳系天体的单极矩和四极矩结构。实际上,光源和观测者都位于距引力体有限的空间距离处。这一事实意味着需要解决光传播的边值问题,其中光线轨迹完全由光源和观测者的空间位置及其在无穷远过去的单位方向确定。该问题已在最近的一项研究中得到解决。一个实用的观测数据归算相对论模型需要确定观测者空间位置处沿光线轨迹的单位切向量,这由一系列基本变换确定。确定该单位切向量使得我们能够在亚微角秒级别上计算太阳系天体单极矩和四极矩结构对光线偏折的影响,无论是对恒星光源还是对位于太阳系内的光源。文中给出了巨行星掠射光线由天体单极矩和四极矩结构引起的光线偏折大小的数值。模型GREM目前用于欧空局天体测量任务Gaia的数据归算。本文展示了如何将这些基本变换实施到GREM中,以用于未来可能的空间天体测量任务。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.26164,
  title  = {Light propagation in 2PN approximation in the monopole and quadrupole field of a body at rest: The basic transformations},
  author = {Sven Zschocke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.26164},
  year   = {2025}
}

备注

25 pages, 2 figures, 3 tables