Gaia 宽双星引力异常的统计分析

对低加速度 $a<a_{0}$ 区段的探索，其中 $a_{0}=1.2 \times 10^{-10}$m s$^{-2}$ 为 MOND 的加速度尺度（星系尺度上的引力异常围绕其出现），近来得益于 {\it Gaia} 星表的可得性，已扩展至本地宽双星小得多的质量与长度尺度。利用此类双星的大样本检验引力底层结构、并处理样本中必然存在的运动学污染子的方法也已提出。然而，一种使用经仔细筛选以避免任何此类污染子、因而样本小得多的替代方法，一直缺乏形式化的统计学发展。为对宽双星引力检验结果进行独立的高质量核查，我们在此发展了一种处理小而干净宽双星样本的形式化统计框架，用于检验 $G \to \gamma G$ 形式的引力修正。该方法通过合成数据样本的大量检验得到验证，并应用于最近的 {\it Gaia} DR3 双星观测样本，即天空平面上的相对速度与内部分离距 $v_{2D}$ 与 $r_{2D}$。我们对高加速度 $r_{2D}<0.01$pc 区域的最终结果为 $\gamma=1.000 \pm 0.096$，与牛顿预期完全一致。然而对于低加速度 $r_{2D}>0.01$pc 区域，我们得到 $\gamma=1.5 \pm 0.2$，在 $2.6 \sigma$ 水平上不同于牛顿值 $\gamma=1$，且更指向接近 $\gamma=1.4$ 的 MOND AQUAL 预言。