利用太阳孪生星探测银河系精细结构常数变化：方法与结果

类太阳星的丰富吸收光谱是探测精细结构常数 $\alpha$（其度量电磁相互作用强度）变化的诱人探针。尽管单个谱线波长对 $\alpha$ 敏感，它们也对恒星大气中的物理过程敏感，这迄今阻碍了它们的使用。本文展示一种利用太阳孪生星的新差分方法：在物理性质极相似的恒星间比较紧密跃迁对之间的速度间隔，从而强烈抑制天体物理与仪器系统误差。我们利用高精度径向速度行星搜索器（HARPS）对 18 颗太阳孪生星的 423 次档案曝光，其中定标误差可降至 $\lesssim$3 m/s。对于具有 $\approx$10 条高信噪比光谱（每像素 $\ge$200）的恒星，跃迁对间速度间隔的测量统计精度达 $\approx$10 m/s。一篇 companion 论文利用 130 颗具有更宽恒星参数范围的恒星评估了一系列系统误差源，给出对天体物理效应的精确修正以及 0–13 m/s 的残差本征星间散度。在这些不确定度内，我们在 17 个跃迁对间未发现太阳孪生星的速度间隔差异证据。第二篇 companion 论文发现，这将局部（$\lesssim$50 pc）$\alpha$ 变化限制于 $\approx$50 ppb，比其他银河系约束严约 2 个数量级。