Является ли GAIA единственной игрой в городе, рассматривающей квадрупольное гравитационное отклонение света?

Об этих вещах имеется очень богатая литература: с одной стороны, есть чистая общая теория относительности искривления света из-за сплюснутой планеты (квадруполярный эффект), а с другой стороны, есть наблюдательные попытки обнаружить такое искривление света в нашей планете. Солнечная система. Я думаю, что первый был более или менее затронут в моем ответе на один из ваших предыдущих вопросов: узнала ли GAIA что-нибудь о том, что Общая теория относительности смотрит вблизи Юпитера?

Вопрос здесь относится к предыдущим наблюдательным усилиям:

Вопрос: Является ли GAIA единственной игрой в городе, рассматривающей квадрупольное гравитационное отклонение света? Есть ли какой-нибудь другой метод с такой же чувствительностью, использующий либо Юпитер, либо Солнце, менее сжатое, но гораздо более массивное? Радио, может быть, как-то?

Краткий ответ: Да, Gaia в настоящее время является единственной игрой в городе, хотя существует традиция наземных наблюдений, пытающихся наблюдать монополярный вклад в отклонение света Юпитера (и я подозреваю, что будущие наземные телескопы смогут это сделать). Кроме того, у Gaia был в некотором смысле конкурент, известный как Space Interferometry Mission ( SIM ), но он был отменен в десятилетнем отчете НАСА Astro2010.

ДЛИННЫЙ ОТВЕТ:

Для «недавних/современных» астрометрических наблюдений света, искривляющегося Солнцем, можно немного покопаться в сорняках:

Обнаружение отклонения света вокруг Солнца и Земли было выполнено Hipparcos (1992), см. раздел 3.2.5. этого исследования Линдла (2011), подробнее обсуждаемого ниже, в котором подробно описывается теория, лежащая в основе астрометрии отклонения света через Юпитер с Гайей . Изгиб света, наблюдаемый Hipparcos, был вызван монопольным, а не квадрупольным моментом линзы. Эти успехи поддержали предложения по наблюдению квадруполярного вклада отклонения света.

На второй странице этой статьи Heinkelmann and Schuh (2009), где$\gamma$- параметризованный постньютоновский параметр, равный единице классической общей теории относительности, они утверждают:

К настоящему времени несколько групп определили$\gamma$параметр с использованием геодезических наблюдений РСДБ ... Все эти тесты сосредоточены на эффектах, налагаемых Солнцем. Однако было предпринято несколько попыток наблюдать за отклонением Юпитера. Treuhaft и Lowe (1991) попытались найти отклонение Юпитером экспериментально, используя один эксперимент DSN с длинной базой во время события, близкого к затмению, который был предложен Schuhet al. (1988). Сопоставимое близкое затмение произошло в 2002 г. и было исследовано несколькими группами, например Фомалонтом и Копейкиным (2003).

Я почти уверен, что здесь имеется в виду монопольное отклонение Юпитера, подтвержденное в статье Копейкина и Макарова (2008) , а не квадруполярное отклонение — ранняя теоретическая модель которого была исследована Кроста и др. 2006.

Теперь немного истории наблюдения квадруполярного вклада в искривление света Юпитера:

В статье Копейкина и Макарова (2008) предполагалось, что SIM или, возможно, SKA были лучшими перспективами для измерения искривления света Юпитера, и почти не упоминалась Гайя.

Основополагающая работа Клионера (2003) представила самосогласованную релятивистскую модель (при 0,1$\mu$as-level) для наблюдения квадруполярного искривления света Юпитера в ожидании Gaia и SIM, и показал, что такое искривление света будет наиболее сильным для Юпитера (исключая Солнце!), т.е. см. второй столбец таблицы 1 под названием «Различные гравитационные эффекты на распространение света». Эта модель составляет основу релятивистской модели Гайи (известной как GREM).

Эта и последующие работы послужили поводом для исследования Lind (2011) по этой теме, в котором они реализуют модель Crosta et al. (2006) для смоделированных данных. Из их заключения:

Структура, которую мы получили, даст первую оценку способности Гайи обнаруживать квадрупольное отклонение света Юпитером. На это мы можем ответить утвердительно, Gaia и AGIS позволят обнаружить этот эффект не менее чем на 6$\sigma$уровне, если предположить номинальные астрометрические характеристики.

До и после запуска Gaia в 2013 году перспективы его способности исследовать фундаментальную физику и теорию относительности были очень ожидаемыми, например здесь .

И, наконец, (уф!) Этот обзор является более полным авторитетным источником для текущих и предстоящих микросекундных астрометрических наблюдений . В их разделе 6 обсуждаются текущие и перспективные наземные объекты, такие как Чрезвычайно большой телескоп ESO , космические проекты, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА, космический телескоп Нэнси Грейс Роман и, конечно же, Гайя ЕКА. В разделе 3 они указывают:

В частности, закон сканирования Gaia был оптимизирован таким образом, что наблюдения ярких звезд вблизи Юпитера проводились несколько раз в течение миссии. Эти данные позволят попытаться измерить квадрупольный момент отклонения света Юпитером. Как астрометрию Gaia можно использовать в этих и других тестах фундаментальной физики, обсуждает Клионер (2014). Такие тесты, вероятно, будут проводиться только на более поздних этапах операций обработки данных Gaia, когда другие наборы параметров в астрометрическом решении будут достаточно хорошо известны и понятны.

Таким образом, такие самородки для наблюдения общего релятивистского отклонения света от Юпитера могут появиться только через несколько лет. Но я, конечно, буду держать ухо востро ;)