The astronomer E.V. Pitjeva, by analyzing with the EPM2008 ephemerides a large number of planetary observations including also two years (2004-2006) of normal points from the Cassini spacecraft, phenomenologically estimated a statistically significant non-zero correction to the usual Newtonian/Einsteinian secular precession of the longitude of the perihelion of Saturn, i.e. Δ\dot\varpi_Sat = -0.006 +/- 0.002 arcsec/cy; the formal, statistical error is 0.0007 arcsec/cy. It can be explained neither by any of the standard classical and general relativistic dynamical effects mismodelled/unmodelled in the force models of the EPM2008 ephemerides nor by several exotic modifications of gravity recently put forth to accommodate certain cosmological/astrophysical observations without resorting to dark energy/dark matter. Both independent analyses by other teams of astronomers and further processing of larger data sets from Cassini will be helpful in clarifying the nature and the true existence of the anomalous precession of the perihelion of Saturn.
Secular increase of the Astronomical Unit and perihelion precessions as tests of the Dvali-Gabadadze-Porrati multi-dimensional braneworld scenario
最近,三个不同的研究小组(Krasinsky和Brumberg,Pitjeva,Standish)报告了天文单位(太阳系的长度尺度)的意外长期增长。喷气推进实验室最新的测量值为7+-2 m cy^-1。目前,无论是在经典物理学领域,还是在爱因斯坦广义相对论通常的四维框架中,都没有能够容纳这种观察到的现象的解释。Dvali-Gabadadze-Porrati膜世界方案是一个多维引力模型,旨在解释在没有暗能量的情况下观测到的宇宙加速现象。除此之外,Dvali-Gabadadze-Porrati膜世界方案还预测了近日点的长期位移,这是由Lue和Starkman提出的,对于太阳系的所有行星来说,该位移为5 10^-4 arcsec cy^-1。它得出地日距离的变化约为6 m cy^-1,这与天文单位的观测速率在1 σ水平上是一致的。最近测量的太阳系内行星近日点长期运动的修正,在1-sigma水平上与水星和火星的Lue-Starkman效应的预测值一致,在2-sigma水平上与地球的Lue-Starkman效应的预测值一致。
Jupiter, Saturn and the Pioneer anomaly: a planetary-based independent test
在本文中,我们使用对木星和土星近日点的标准牛顿/爱因斯坦长期岁差的修正比率,最近由俄罗斯天文学家E. V. Pitjeva通过将近一个世纪的数据与天文历表拟合来估计,对先锋异常(PA)的假设进行独立的,基于行星的测试,因为它目前已知在5-10 AU区域,是引力的起源考虑到确定的拱线额外率和木星和土星轨道上PA加速度值的误差,答案是否定的。如果对整个先锋10/11的重新分析完成,就可以得出更确切的结论。此外,其他天文学家团队独立估计他们自己对近日点岁差的修正也很重要。
Solar System motions and the cosmological constant: a new approach
我们利用一些行星近日点的牛顿-爱因斯坦长期岁差的修正(水星,地球,火星,木星,土星),俄罗斯天文学家E. V. Pitjeva在全球范围内将近一个世纪的数据与EPM 2004星历表相匹配,为了检验在Schwarzschild-de Sitter(或Kottler)时空框架中由均匀宇宙学常数λ引起的近日点进动的表达式。我们比较这样一个额外的速率估计修正的行星近日点岁差,采取他们的比率为不同的行星对,而不是使用一个近日点在一个时间为每个行星分别,到目前为止,在文献中。答案是完全否定的,即使进一步将皮特杰瓦公布的近日点额外岁差估计的误差重新缩放10倍(土星甚至100倍)。我们的结论也适用于任何其他的度规扰动具有相同的依赖于空间坐标,因为那些引起的其他广义相对论宇宙学的情况下,许多修改后的引力模型。目前正在进行的和计划中的行星际航天器飞行任务应能提高我们对行星轨道的认识,允许更严格的限制。
Can the Pioneer anomaly be induced by velocity-dependent forces? Tests in the outer regions of solar system with planetary dynamics
本文分析了最近提出的一些速度相关力对太阳系外行星(从木星到冥王星)轨道运动的影响,并将他们的预测(近日点\varpi或半长轴a的经度和偏心率e的长期变化)与E. V. Pitjeva使用EPM 2006星历表进行的最新观测测定相比较。事实证明,虽然预测的a百年位移是如此之大,以至于除了海王星之外,所有行星都可以很容易地检测到,但预测的\varpi异常岁差太小了,除了木星之外,所以它们仍然与标准牛顿-爱因斯坦近日点岁差的估计修正相一致。因此,我们倾向于放弃那些预测a和e长期变化的额外力,也是出于其他一些原因,而给那些预测仍然无法检测到近日点岁差的模型一个机会,至少在观测上是这样。当然,必须为它们找到充分的理论基础。
Advances in the measurement of the Lense-Thirring effect with planetary motions in the field of the Sun
E. V. Pitjeva通过使用EPM 2006星历表的动力学模型处理超过400,000个不同类型的行星观测数据,最近估计了对牛顿-爱因斯坦金星近日点进动的修正为每世纪-0.0004 +/- 0.0001弧秒。根据广义相对论的预测,金星近日点的Lense-Thirring岁差为每世纪-0.0003角秒。事实证明,无论是其他错误建模/未建模的标准牛顿/爱因斯坦效应,还是外来效应,假设,例如,解释先锋异常,可能导致了确定的额外岁差的金星轨道,因此,可以合理地归因于太阳的重力磁场,而不是在EPM 2006星历的例程建模。然而,必须指出的是,引用的错误是正式的,统计的一个;现实的不确定性可能更大。未来对内行星星历表的改进,包括信使号和金星快车号的跟踪数据,应该会进一步提高这种广义相对论测试的准确性和一致性,这也将有利于其他天文学家团队对近日点(和节点)的额外岁差的独立估计。
Preliminary bounds of the gravitational Local Position Invariance from Solar System planetary precessions
在参数化后牛顿(PPN)形式的框架下,我们计算了长期的首选位置(PL)的影响,与Whitehead参数$ξ$,除了半长轴$a$本地化的两体系统的所有开普勒轨道要素成比例。它们违反了由广义相对论(GR)实现的引力局部位置不变性(LPI)。利用太阳系行星历表领域的最新研究成果,得到了$ξ$的初步界。没有探测到火星的任何异常近日点岁差,使我们能够间接地推断出$|ξ|\leq 5.8\times 10^{-6}$。\textcolor{black}{Such a bound is close to the constraint, of the order of $10^{-6}$, expected from the future BepiColombo mission to Mercury. As a complementary approach, the PL effects should be explicitly included in the dynamical models fitted to planetary data sets to estimate $ξ$ in a least-square fashion in a dedicated ephemerides orbit solution.}在$<3σ$水平上用EPM2011星历表确定的金星和木星异常近日点岁差的比率,…
Mercury and frame-dragging in light of the MESSENGER flybys: conflict with general relativity, poor knowledge of the physical properties of the Sun, data reduction artifact, or still insufficient observations?
广义相对论利用日震学中太阳的角动量S = 190 x 10^39 kg m^2 s^-1,预测水星近日点经度的兰斯-瑟林岁差为-2.0毫角秒/世纪(在天体赤道参考系中计算)。在4-σ水平上,它与标准牛顿/爱因斯坦岁差的0.4 +/- 0.6毫角秒/世纪修正值不一致,只要后者完全归因于标架拖曳。补充岁差是最近用INPOP 10a星历表与一个长行星数据记录(1914-2010年)进行全球拟合确定的,其中包括2008-2009年从信使号航天器收集的3个数据点。INPOP 10a模型根本不包括太阳重力磁场,因此它的特征可能在数据简化过程中被部分删除。另一方面,Lense-Thirring进动可能在一定程度上被竞争进动所抵消,这些竞争进动是由太阳四极质量矩和PPN参数β进入Schwarzschild类1 PN进动的小错误建模引起的,两者都是在INPOP 10a中建模的。相反,水星本身的扁率对其近日点的影响可以忽略不计。最大的单个小行星和小行星环的错误模型行为也是如此。未来对目前正在进行的信使号任务的更多观测结果的分析将进一步阐明这一问题,如果得到证实,可能会挑战我们目前对目前公认的引力定律和/或太阳物理特性的看法。