利用 Gaia 和 HARPS 测试广义相对论中的引力——宽星系双星的 3D 速度与距离
星系天体物理
2025-07-09 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
宽星系双星（Wide Binaries, WBs）是测试牛顿-爱因斯坦引力在低势区的有趣系统。基本概念是验证双星成分间速度差是否符合牛顿定律的预期。以往尝试仅基于 Gaia 侧向速度差异按平均视差距离缩放到横向速度差，无法得出有力结论。本文补充了 Gaia 侧向速度的精确第三分量——径向速度（Radial Velocity, RV）的测量，以识别多星系统并通过使用三维速度差和位置提高测试可靠性。我们利用 HARPS 光谱确定双星成分间准确的 RV 差，纠正观测速度以消除引力红移和对流移。我们利用 Gaia 距离分布确定投影分离距 s 与固有分离距 r 以及双星的三维速度差。对于 44 对观察的 HARPS 数据，27% 显示多重性或不适合测试，32 对真正的宽星系双星存活选择。它们的投影分离距 s 最多达 14 kAU，即 0.06 太阳尺。我们确定距离、离心率和位置角以复现牛顿定律下的速度差，发现除一者外所有宽星系双星都有合理解，其中一些系统可能接近近点或倾斜角度过大。我们（有限的）宽星系双星数量未显示与分离距或加速度的明显趋势，与牛顿动力学一致。我们正在收集更大规模的此类样本，以稳健评估这些结果。
引用
@article{arxiv.2506.05049,
title = {Testing gravity with wide binaries -- 3D velocities and distances of wide binaries from Gaia and HARPS},
author = {R. Saglia and L. Pasquini and F. Patat and H. -G. Ludwig and R. Giribaldi and I. Leao and J. R. de Medeiros and Michael T. Murphy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.05049},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in A&A