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检验广义相对论:星系团中引力红移的新测量

宇宙学与河外天体物理 2023-01-04 v2 星系天体物理

摘要

团成员星系的视向速度分布为直接研究星系团内的引力势以及在百万秒差距尺度上检验引力理论提供了有力工具。我们利用从斯隆数字巡天(SDSS)最新发布中提取的光谱星系与星系团样本,推导对引力理论的新约束。我们考虑一个包含 30583058 个星系团的光谱样本,最大红移为 0.50.5。我们分析团成员星系的速度分布,以对星系团内部的引力红移效应作出新测量。我们精确估计星系团中心,将其计算为距最亮团星系最近星系的角位置与红移的平均值。我们发现,相对于过去文献中简单地将最亮团星系假定为团中心,此中心定义能更好地估计星系团引力势阱的中心。我们将测量结果与三种不同引力理论的理论预言进行比较:广义相对论(GR)、f(R)f(R) 模型与 Dvali-Gabadadze-Porrati(DGP)模型。采用一种新的统计流程来拟合所测引力红移信号,从而判别所考虑的引力理论。最后,我们研究了可能影响分析的系统性不确定度。我们在所用团成员星表中清晰探测到引力红移效应。我们恢复出 11.4±3.3-11.4 \pm 3.3 km s1^{-1} 的积分引力红移信号,在误差范围内与过去文献工作一致。总体而言,我们的结果与 GR 及 DGP 预言一致,而与所考虑 f(R)f(R) 强场模型的预言略有不符。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.05313,
  title  = {Testing General Relativity: new measurements of gravitational redshift in galaxy clusters},
  author = {D. Rosselli and F. Marulli and A. Veropalumbo and A. Cimatti and L. Moscardini},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.05313},
  year   = {2023}
}

备注

17 pages, 12 figures, 2 tables, accepted for publication in A&A