Differential Astrometry with Gaia: Investigating relativistic light deflection close to Jupiter
在本文中，我们开发了一个差分天体测量的框架，是适当的扫描空间卫星，如盖亚。我们将其应用于第一个GALAND领域，这是盖亚项目内专注于测量木星边缘附近光的相对论偏转的努力的成果。这提供了一个初步的评估：a）木星附近光的相对论偏转的可观测性，以及b）盖亚在极其困难的条件下的天体测量能力，例如在明亮的扩展物体周围。差分天体测量模型的输入是由IDU系统测量的CCD渡越时间，通过AGIS几何校准转换为视场角，以及指令/标称航天器姿态。为了说明这个模型，我们分析了经过校准后的盖亚天体测量数据，这些测量数据是通过2017年2月的GALAND事件的最新循环EDR 3/DR 3处理进行的。我们使用盖亚在木星附近多次成功观测到的最近的明亮目标星的观测结果，以及在最接近的时间和随后的凌日中比G<13等亮的周围参考星。在最接近目标恒星时，探测到的相对论偏转信号的信噪比为50。这个信号是由于木星和太阳的共同影响，主要由木星的木星主导，证明了盖亚在极端观测条件下的科学表现。这是一次前所未有的探测，原因如下：a）在光学上最接近木星边缘（~7英寸），b）在任何波长下都有最高的S/N。最后，这项工作为解开木星引起的相对论四极偏转与未来盖亚天体测量的关系奠定了基础。
2022-06-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Astrometric Effects of Gravitational Wave Backgrounds with non-Einsteinian Polarizations
盖亚任务提供了一个新的机会，寻找低频引力波背景使用天体测量。本文综述了引力波的天体测量效应，特别是非爱因斯坦引力波偏振效应。随机引力波背景在天空中产生一个天体测量偏转的相关矢量场。一个方便的分解的相关矩阵的介绍，使其能够计算所有可能的引力波偏振和红移的相关性相比，从脉冲星定时文献的情况下，GR背景的横向无痕引力波，这也使我们能够确定一个天体测量模拟著名的海林斯-唐斯曲线。最后，还计算了红移和天体测量信号之间的互相关，这可能成为未来联合脉冲星定时和天体测量搜索任意极化引力波背景的基础。
2018-04-02 gr-qc
Light deflection in the second post-Newtonian approximation of scalar-tensor theory of gravity
本文利用包含中程引力的标量-张量理论中第二次后牛顿近似的度规系数和运动方程，导出了光的偏转，并与前人的工作进行了比较。这些结果将是有用的精密天体测量任务，如GAIA（全球天体物理干涉仪），SIMS（空间干涉测量任务）和LATOR（激光天体测量相对论测试），旨在天体测量的微弧秒和纳弧秒精度，需要第二后牛顿框架和星历来确定恒星和航天器的位置。
2007-11-02 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Astrometric Effects of Gravitational Wave Backgrounds with non-Luminal Propagation Speeds
一个经过的引力波会使遥远恒星的视天体测量位置发生偏移。讨论了引力波速度对这种天体测量位移的影响。引力波的随机背景将导致在大角度尺度上相关的天体测量偏转模式。这些相关性进行了量化和调查的背景下，引力波的亚光速和超光速的群速度。相关性的统计特性描述在两个等效的和相关的方式：相关曲线和角功率谱。亚（超）光速引力波背景对低阶角模的功率有增强（抑制）作用。红移红移和红移天体测量的相关性的解析表示也来自。讨论了利用这种效应来限制重力速度的可能性。
2019-11-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Light deflection in the gravitational field of a solar system body with finite distance of source and observer for sub-micro-arcsecond astrometry
Institute of Planetary Geodesy - Lohrmann Observatory, Technical University of Dresden（德累斯顿工业大学行星大地测量研究所-洛尔曼天文台）
该研究针对源与观测者距太阳系天体有限距离的情况，在1PN和1.5PN近似下推导光线偏转的简化表达式，可用于亚微角秒精度的天体测量。
2026-10-06 gr-qc
Deflection of light by the field of a binary system
本文研究了光子在双星系统的引力场中的运动。运动方程是Schwarzchild背景下的测地线方程，具有潮汐力。我们专门的方程的边缘上的二进制和使用密切元素的方法来整合它们。这一工作有助于通过一个成员的引力光在另一个成员的引力场中的偏转来识别一个双星系统。研究发现，如果Schwarzchid半径与恒星半径之比为$\frac{Gm}{c^2 R}\geq 10^{-5}$，那么以$\frac{Gm}{c^2 R}\geq 10^{-5}$为精度的天体测量卫星就有可能探测到伴星对通过恒星边缘的光子的影响。确定了光子路径上的两种不同的累积效应。
2015-04-27 gr-qc
The Science, Technology and Mission Design for the Laser Astrometric Test of Relativity
相对论的激光天体测量测试（LATOR）是一个迈克尔逊-莫雷型实验，旨在测试爱因斯坦的广义相对论在太阳系中最强烈的引力环境-接近太阳。通过使用独立的夏皮罗时间延迟（激光测距精确到1厘米）和干涉天体测量（精确到0.1皮克拉）的高精度测量时间序列，LATOR将以十亿分之一的精度测量太阳引力对光的引力偏转，比目前的精度高30，000倍。LATOR将进行一系列高精度的引力和宇宙学测试，以寻找太阳系中标量场的宇宙学残余。我们目前的科学，技术和任务设计的LATOR任务。
2005-12-22 gr-qc
The Laser Astrometric Test of Relativity: Science, Technology, and Mission Design
激光天体测量相对论测试（LATOR）实验旨在探索太阳附近的广义相对论-太阳系中最强烈的引力环境。LATOR将利用对夏皮罗时间延迟（行星际激光测距，在2天文单位时精确到3毫米）和干涉天体测量（精确到0.01皮克拉）的独立时间序列的高精度测量，以十亿分之一的精度测量太阳引力引起的光的引力偏转，比目前的精度高30 000倍。LATOR将进行一系列高精度的测试，以寻找太阳系中标量场的宇宙学残余。我们目前的科学，技术和任务设计的LATOR任务。
2007-01-18 gr-qc
Astrometric Effects of a Stochastic Gravitational Wave Background
一个随机的引力波背景会导致远距离源的视位置发生波动，其角度偏转的量级相当于引力波的特征应变振幅。这些波动可以用高精度的天体测量来检测，正如Braginsky等人在1990年首次提出的那样。几位研究人员已经对引力波频谱Ω_gw（f）的上限进行了数量级估算，频率为f ~ 1 yr^-1，这既适用于未来的天基光学干涉测量任务GAIA和SIM，也适用于SKA的射电波长VLBI干涉测量。对于GAIA，在T ~ 1年的时间内以Δθ~ 10 μas的角精度跟踪N ~ 10^6类星体，将产生Ω_gw ~（Δθ）^2/（NT^2 H_0^2）~ 10^-6的灵敏度水平，这与脉冲星计时相当。在本文中，我们采取的第一步，通过详细计算由随机背景所造成的角偏转的统计特性，来确定这些估计。我们解析地计算了球上偏转的两点关联函数，以及作为频率和角标度的函数的频谱。波动集中在低频率（规模不变的随机背景），并在大的角度尺度，从四极杆。磁型和电型的波动具有相等的功率。
2012-11-27 astro-ph.CO gr-qc
A generalized lens equation for light deflection in weak gravitational fields
本文提出了一个适用于史瓦西度规中弱引力场的广义透镜方程，它适用于光源和观测者距光偏转体的有限距离。广义透镜方程中忽略项的大小估计为小于或等于15 Pi/4（m/d '）^2，其中m是大质量天体的史瓦西半径，d'是克拉塞卡的碰撞参量。这个广义透镜方程的主要应用是极端天体测量配置，其中不能应用“标准后牛顿方法”以及“经典透镜方程”。结果表明，在适当的范围内，所提出的透镜方程产生了已知的后牛顿项、“增强的”后牛顿项和经典透镜方程，从而提供了确定光偏转的这两种基本方法之间的联系。
2011-05-18 astro-ph.IM gr-qc
Searching for Gravitational Waves with Gaia and its Cross-Correlation with PTA: Absolute vs Relative Astrometry
本研究针对Gaia天体测量数据，计算了相对天体测量方法的天体测量响应和重叠约化函数，修正了文献中的表达式，并通过Fisher矩阵分析比较其与绝对天体测量的灵敏度，发现相对方法对近距离星对灵敏度受限，而与脉冲星计时阵列结合可在高频段略微提升灵敏度。
2025-07-24 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational Wave Detection with Photometric Surveys
引力波（GW）探测丰富了我们对宇宙的认识。迄今为止，所有单源GW事件都是由干涉仪型探测器发现的。我们研究了使用测光测量的天体测量解决方案的检测方法，并证明它提供了一个高度灵活的频率范围，独特地补充现有的检测方法。从重复的点源天体测量，我们可以提取GW引起的偏转和推断波参数。该方法可用于任何相对天体测量的光度测量。我们表明，高节奏的观测银河系的隆起，如罗马太空望远镜的系外行星微透镜（EML）调查提供的，可以是一个强大的GW探头与互补的频率范围盖亚，脉冲星定时阵列（PTA），和激光干涉仪空间天线（LISA）。我们计算出Roman EML巡天对频率在$7.7\times10^{-8}$ Hz到$5.6\times10^{-4}$ Hz之间的GW是敏感的，这为超大质量黑洞双星及其波形演化开辟了一个独特的GW观测窗口。虽然检测阈值假设目前预期的性能证明太高，用于检测个别GW光的预期超大质量黑洞二进制人口分布，我们表明，啁啾质量$M_c>10^{8.3}~M_\odot$出100兆秒差距的二进制可以检测到，如果望远镜是能够实现0.11 mas的天体测量精度。为了确信地检测到$M_c>10^{7}~M_\odot$高达50 Mpc的二进制文件，需要将灵敏度提高100倍。我们提出了几个改进策略，包括恢复平均天体测量偏差和增加天体测量精度，观测恒星的数量，视场的大小，和观测节奏。我们将讨论如何其他现…
2021-03-16 astro-ph.CO gr-qc
Geodesics and Light Deflection in Schwarzschild-like Spacetime from Cosmology-Inspired Modified Gravity
本文研究了宇宙学启发的修改引力对类史瓦西黑洞时空的影响，利用 Rindler-Ishak 方法计算光线偏折角并分析光子轨道与黑洞阴影，发现偏折角随模型参数增大而减小，表明高精度观测可约束引力修改。
2025-09-18 astro-ph.CO gr-qc
Relativistic stellar aberration for the Space Interferometry Mission
本文分析了空间干涉测量任务（SIM）对相对论恒星像差的要求。本文讨论了大质量自引力物体对光的广义相对论偏转问题。具体地说，我们提出了相应的偏转角估计，由于在太阳系中的大量天体的引力场的引力分量。我们研究的可能性，推导出一个额外的导航约束的需要，以纠正引力弯曲的光，是穿越太阳系。事实证明，目前外行星的位置可能没有足够的精度进行精密天体测量。然而，SIM可能会显着改善这些只是作为其天体测量计划的副产品。我们还考虑了更高的引力多极子，特别是四极和八极的，对光的引力弯曲的影响。因此，人们必须在观察一些外行星（特别是木星和土星）附近的感兴趣的来源时，对它们的影响进行建模和解释。这里给出的结果与其他地方获得的结果不同，因为我们特别考虑了未来SIM天体测量活动的差异性（例如，将在仪器的关注范围内进行观测，大小为15 $^\circ$）。特别是，这让我们获得一个更现实的估计，参数化后牛顿（PPN）参数$γ$的确定的准确性。因此，基于一个非常保守的假设，我们得出结论，$σ_γ\sim 10^{-5}$的精度是可以实现的实验中进行的太阳重力场。
2002-05-15 gr-qc
Astrometric and Timing Effects of Gravitational Waves from Localized Sources
在广义相对论的第一次后闵可夫斯基近似和四极近似下，发展了一种求解光线在定域引力辐射源发射的引力波场中传播问题的一致方法。我们证明了光在任意定域四极引力波源的延迟引力场的传播方程可以精确积分。不仅在波区，而且在光通过光源的中间区和近区的情况下，考察了引力场对光传播的影响。考虑到所有可能的延迟效应以及引力波源、光线源和观测者的任意相对位置，得到了光偏转和积分时间延迟（Shapiro效应）的显式解析表达式。结果表明，在引力波源外，ADM和调和规范条件可以同时满足。它们的使用大大简化了光的传播方程和那些在引力波的源领域的光源和观察者的运动的积分，导致独特的解释可观察到的效果。详细阐述了碰撞参量的小值和大值两种极限情况。利用度规张量的空-空分量的横截无迹部分，得到了Shapiro效应和偏转角的显式表达式。我们还讨论了无线电干涉和定时观测的解释，以及为未来的引力波探测器的数据处理算法的发展形式主义的相关性。
1999-02-17 astro-ph gr-qc physics.optics
Gravitational Light Deflection with SKA-VLBI and Its Application to Precision Tests of General Relativity
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；China Three Gorges University（三峡大学）
本文提出利用SKA-VLBI的高精度天体测量能力，通过测量太阳和木星引起的引力光偏折，将后牛顿参数γ的精度提升至10^{-7}量级，并首次测量木星的四极光偏折。
2026-06-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
All-sky analysis of astrochronometric signals induced by gravitational waves
我们介绍了一个统一的形式主义来描述天体物理点源上的时间和天体测量扰动的引力波使用一个复杂的自旋场的球。这允许使用自旋加权球谐函数来分析“天文测年”观测值。这种方法简化了由引力波在观测量中引起的各向异性的解释和模拟。它还允许一个简化的推导角交叉谱的观测量和它们的关系与广义Hellings-Downs关联函数。自旋加权的形式主义也允许一个明确的相关组件之间的联系和自旋的引力波极化和任何存在的手征。我们还计算了观测值的预期信噪比，以比较定时观测值和偏转观测值的效用。
2022-01-11 astro-ph.CO gr-qc
Observing gravitational waves with solar system astrometry
本文计算了各向同性随机引力波背景对太阳系天体自行的天体测量信号，推导出偶极和四极相关模式，并估算了利用海量小行星观测可获得的振幅上限，凸显未来巡天的潜力。
2024-02-25 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.IM
Constraining the Polarization Content of Gravitational Waves with Astrometry
引力波扰乱光子的路径，影响来自恒星的光的飞行时间和到达方向。脉冲星定时阵列可以通过测量无线电脉冲飞行时间的变化来探测引力波，而盖亚等天体测量任务可以通过恒星场视位置的时变变化来探测引力波。就像引力波在来自不同天空位置的恒星的脉冲到达时间中赋予一种特征相关模式一样，星光的偏转在整个天空中也是类似的相关。在这里，我们计算的天体测量相关模式的偏振态的替代理论的重力的整个范围内，并分解成矢量球谐的天空平均相关模式。我们发现，张量和矢量偏振态产生相等的电力和磁型矢量球谐函数，而标量模式只产生电型相关。测量到的电和磁类型相关性的任何差异都将代表对爱因斯坦引力的明显违反。矢量和纯量纵模的角相关函数在小角距处显示出与脉冲星计时相似的增强响应。
2018-05-17 astro-ph.HE gr-qc
Gravitomagnetic Effects in the Propagation of Electromagnetic Waves in Variable Gravitational Fields of Arbitrary-Moving and Spinning Bodies
本文讨论了光在自引力自旋物体以任意速度运动的引力场中的传播。假设引力场在任何地方都是“弱”的。光线的运动方程在第一后闵可夫斯基近似中求解，该近似相对于万有引力常量$G$是线性的。我们不受引力透镜近似的限制，因此光测地线的解适用于光源和观测者的任意位置。应用该方法研究了脉冲星及其伴星自转对双星夏皮罗时延的修正。我们还推导了太阳系中引力体（太阳、行星）或引力透镜的旋转引起的光偏转角的修正。分析了由于光线偏转体的平移和旋转运动引起的引力频移。本文给出了描述电磁波偏振面相对论旋转（Skrotskii效应）的公式的一般推导。该公式适用于引力物体的任意平动和转动，大大推广了前人的结果。最后，我们讨论了由定域源（如双星系统）发射的引力波的Skrotskii效应。本文的理论结果可用于研究微弧秒空间天体测量中的各种相对论效应，并为FAME、SIM和GAIA等空间天体测量任务的数据处理开发相应的算法。
2001-10-25 astro-ph gr-qc
Dark Photon Dark Matter and Low-Frequency Gravitational Wave Detection with Gaia-like Astrometry
本研究针对天体测量巡天在低频段探测能力下降的问题，提出线性背景扣除方案，相比传统二次扣除在低于6×10⁻⁹Hz频段更具优势，可将类盖亚实验对暗光子暗物质和低频引力波的排除限提升一个数量级以上。
2024-10-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Nontensorial gravitational wave polarizations from the tensorial degrees of freedom: I. Linearized Lorentz-violating theory of gravity with s tensor
本研究在含s张量的线性化洛伦兹破缺引力理论中，证明张量自由度可直接激发非张量引力波极化，推导了该理论中引力波的传播、激发及探测特征，提出可通过多类观测约束该模型。
2024-04-11 gr-qc hep-ph
