在白矮星表面测量精细结构常数；对 G191-B2B 中 Fe V 吸收的详细分析
太阳与恒星天体物理
2020-10-28 v3 广义相对论与量子宇宙学
摘要
白矮星 G191-B2B 表面的引力势 phi = GM/Rc^2 比地球表面强 10,000 倍。探测到众多光球吸收特征，使之成为检验基本常数依赖于引力的理论的合适环境。我们已在白矮星表面测量了精细结构常数 alpha，使用了新校准的哈勃空间望远镜 STIS 的 G191-B2B 光谱、两组新的独立实验室 Fe V 波长，以及量化 Fe V 波长对 alpha 依赖性的灵敏度参数的新原子计算。获得的两个结果为：dalpha/alpha = 6.36 +/- [0.33(stat) + 1.94(sys)] X 10^{-5} 和 dalpha/alpha = 4.21 +/- [0.47(stat) + 2.35(sys)] X 10^{-5}。测量暗示精细结构常数在强引力场存在下略有增大。总结了针对系统误差的全面搜索，包括谱线误认、谱线混合、白矮星大气分层、二次塞曼效应和电场效应、光球速度流、HST 光谱中的长程波长畸变以及相对 Fe 同位素丰度变化的可能影响。没有一项能完全解释观测偏差，但系统不确定度主要由实验室波长测量精度主导。
引用
@article{arxiv.2007.10905,
title = {Measuring the fine structure constant on a white dwarf surface; a detailed analysis of Fe V absorption in G191-B2B},
author = {J. Hu and J. K. Webb and T. R. Ayres and M. B. Bainbridge and J. D. Barrow and M. A. Barstow and J. C. Berengut and R. F. Carswell and V. Dumont and V. Dzuba and V. V. Flambaum and C. C. Lee and N. Reindl and S. P. Preval and W. -Ü. L. Tchang-Brillet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.10905},
year = {2020}
}
备注
Submitted to MNRAS 21 July 2020. Resubmitted after refereeing 27 August 2020