检验基础物理的 UVES 大型计划：I. 类星体 HE 2217-2818 方向上精细结构常数变化的界限
摘要
在类星体光谱中探测到的吸收线系统可用于比较当今在地球上测量的精细结构常数 {\alpha} 与其在遥远星系中的值。近年来，一些证据表明 {\alpha} 在宇宙学尺度上存在微小的时间和空间变化，其分数水平可能达到约 10 ppm（百万分之几）。为了检验这些主张，我们正在利用 VLT UVES 开展一项大型计划。我们专门为此目的获取了高分辨率（R ~ 60000）和高信噪比（S/N ~ 100）的 UVES 光谱。在此，我们分析了该计划中的第一个完整类星体光谱，即 HE 2217-2818。我们应用多重线系（Many Multiplet）方法测量了该类星体方向上 5 个吸收系统中的 {\alpha}：zabs = 0.7866, 0.9424, 1.5558, 1.6279 和 1.6919。最精确的结果来自 zabs = 1.6919 处的吸收体，其中 3 个 Fe II 跃迁和 Al II {\lambda}1670 具有高信噪比，并提供了对 {\alpha} 的广泛敏感性范围。该吸收轮廓复杂，包含多个非常窄的特征，需要拟合 32 个速度分量才能匹配数据。我们对该系统中 {\alpha} 相对变化的最终结果为 Delta{\alpha}/{\alpha} = +1.3 +/- 2.4stat +/- 1.0sys ppm。这是目前来自单个吸收体对 {\alpha} 变化最严格的限制之一。朝向类星体 HE 2217-2818 的吸收体在 3 ppm 精度水平（1{\sigma} 置信度）上未显示出 {\alpha} 变化的证据。如果最近报道的横跨天空的 10 ppm 偶极 {\alpha} 变化是正确的，那么根据所使用的偶极模型，该天区位置的预期值为 (3.2-5.4) +/-1.7 ppm。我们约束的 Delta{\alpha}/{\alpha}=+1.3+/-2.4stat +/-1.0sys ppm 与此预期并不矛盾。
引用
@article{arxiv.1305.1884,
title = {The UVES Large Program for Testing Fundamental Physics: I Bounds on a change in alpha towards quasar HE 2217-2818},
author = {P. Molaro and M. Centurion and J. B. Whitmore and T. M. Evans and M. T. Murphy and I. I. Agafonova and P. Bonifacio and S. D'Odorico and S. A. Levshakov and S. Lopez and C. J. A. P. Martins and P. Petitjean and H. Rahmani and D. Reimers and R. Srianand and G. Vladilo and M. Wendt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1305.1884},
year = {2015}
}
备注
17 pages, 8 figures, accepted Astronomy Astrophysics 2013