相对论性脉冲星 - 白矮星双星 PSR J1738+0333 II：对标量 - 张量引力的最严格检验

(摘要节选) 我们报告了对 PSR J1738+0333 为期 10 年的计时观测活动结果，这是一颗轨道周期为 8.5 小时、低偏心率的 5.85 毫秒脉冲星，伴星为一颗低质量白矮星 (...) 自行和视差的测量允许精确扣除观测到的轨道衰减中的运动学贡献；从而得到了内禀轨道衰减的显著测量值：$(-25.9 \pm 3.2) \times 10^{-15}$ s/s。这与广义相对论预测的引力波辐射导致的轨道衰减 $(-27.7 ^{+1.5}_{-1.9}) \times 10^{-15}$ s/s (...) 一致。这种一致性对偶极引力波辐射设定了严格的上限，这是大多数替代引力理论对诸如本系统这样的不对称双星系统的预测。我们利用这一限制对一大类涉及标量场贡献的引力理论推导出了迄今为止最严格的约束。在考虑一般标量 - 张量引力理论时，我们的新界限在大部分参数空间上比当前最佳的太阳系限制更为严格，并将物质 - 标量耦合常数 ${\alpha}_0^2$ 约束在 $10^{-5}$ 量级以下。对于 Jordan-Fierz-Brans-Dicke 理论的特例，我们获得单 sigma 界限 ${\alpha}_0^2 < 2 \times 10^{-5}$，这与 Cassini 探测器的限制仅相差两倍。我们还利用对偶极引力波辐射的限制，约束了基于 Bekenstein 张量 - 矢量 - 标量引力 (TeVeS，修正牛顿动力学 MOND 的相对论形式) 推广的一大类引力理论。