利用锌和铬类星体吸收线对精细结构常数宇宙学变化的精确限制

Zn和CrII的最强跃迁是类星体吸收光谱中通常观测到的跃迁里对精细结构常数相对变化($\Delta\alpha/\alpha$)最敏感的。它们彼此相距也仅在40\AA\以内(静止参考系),因此能够抵抗影响以往大多数$\Delta\alpha/\alpha$测量的主要系统误差:波长定标的长程畸变。尽管Zn和CrII吸收在类星体光谱中通常非常微弱,但我们利用Keck望远镜和甚大望远镜获取了9个罕见吸收系统的高信噪比、高分辨率阶梯光栅光谱,在这些系统中该吸收足够强,足以仅凭这些物种限制$\Delta\alpha/\alpha$。这些观测提供了红移1.0--2.4处的12次独立测量(有3个类星体被两台望远镜同时观测),其中11次通过了严格的可靠性检验。这11次测量在3.5--13 ppm(百万分率)的个体不确定度范围内均与$\Delta\alpha/\alpha=0$一致,加权平均值为$\Delta\alpha/\alpha = 1.2\pm1.7_{\rm stat}\pm0.9_{\rm sys}$ ppm(1$\sigma$统计与系统不确定度),表明$\alpha$不存在显著的宇宙学变化。这是首个能够抵抗长程定标畸变(在$<$1 ppm水平)的统计样本,其精度可与以往约150个受畸变影响的吸收体大样本相媲美。我们的系统误差预算转而由在各个光谱的阶梯光栅级次间重复出现的短得多的短程畸变主导。