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利用红移共轭卫星OH谱线探测基本常数演化

宇宙学与河外天体物理 2015-05-18 v1 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 实验

摘要

我们报告了针对PKS1413+135方向上红移z0.247z \sim 0.247处的卫星OH-18cm谱线,利用韦斯特博克综合射电望远镜和阿雷西博望远镜进行的观测。这些谱线的“共轭”性质,即一条处于发射而另一条处于吸收但形状相同,意味着这些谱线产生于同一气体中。卫星OH-18cm谱线频率对精细结构常数α\alpha、质子-电子质量比μ=mp/me\mu = m_p/m_e以及质子旋磁比gpg_p也具有不同的依赖关系。因此,共轭系统中卫星谱线红移之间的比较可用于探测α\alphaμ\mugpg_p的变化,且系统效应极少。将该技术应用于附近的共轭卫星系统Cen.A时,得到了预期的零结果。对于朝向PKS1413+135的z0.247z \sim 0.247系统,结合两台望远镜的结果,我们发现[ΔG/G]=(1.18±0.46)×105[\Delta G/G] = (-1.18 \pm 0.46) \times 10^{-5}(加权平均值),其中G=gp[μα2]1.85G = g_p [\mu \alpha^2]^{1.85};这是在z~0.247处(即回溯时间约为29亿年)α\alphaμ\mu和/或gpg_p的值较小的初步证据(显著性为2.6 σ\sigma,或置信度为99.1%)。如果我们假设主要变化来自α\alpha,则这意味着[Δα/α]=(3.1±1.2)×106[\Delta \alpha /\alpha ] = (-3.1 \pm 1.2) \times 10^{-6}。我们没有发现任何证据表明观测到的偏移可能是由系统效应产生的,无论是由于观测或分析程序,还是分子云中的局部条件。

关键词

引用

@article{arxiv.1004.5383,
  title  = {Probing fundamental constant evolution with redshifted conjugate-satellite OH lines},
  author = {Nissim Kanekar and Jayaram N. Chengalur and Tapasi Ghosh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1004.5383},
  year   = {2015}
}

备注

4 pages, 2 figures; accepted for publication in Astrophysical Journal Letters.