利用共轭18厘米卫星OH线对基本常数演化施加严格约束

我们使用阿雷西博望远镜进行了射电天文学中最深之一的积分观测,目标为 PKS1413+135 处红移 $z \approx 0.247$ 的红移共轭卫星OH 18厘米线。卫星OH 1720和1612 MHz线分别处于发射和吸收状态,由于OH基态能级的布居反转,它们具有完全相同的线形。由于1720和1612 MHz线的静止频率对精细结构常数 $\alpha$ 和质子-电子质量比 $\mu$ 具有不同的依赖关系,比较它们测得的红移可探测 $\alpha$ 和 $\mu$ 随宇宙时间的变化。在共轭卫星OH 18厘米线情形下,线光学深度之和的预言完美抵消为检验可能限制其用于探测基本常数演化的系统效应提供了强测试。对我们新阿雷西博数据的非参数分析给出 $\left[\Delta X/X \right] = (+0.97 \pm 1.52) \times 10^{-6}$,其中 $X \equiv \mu \alpha^2$。将其与我们早先来自阿雷西博望远镜和韦斯特博克综合射电望远镜的结果结合,得到 $\left[\Delta X/X \right] = (-1.0 \pm 1.3) \times 10^{-6}$,与过去2.9~Gyr内量 $\mu \alpha^2$ 无变化一致。这是来自天文光谱学的对 $\mu \alpha^2$ 分数变化最严格的当前约束,且无系统效应证据。