¿Es GAIA el único juego en la ciudad para observar la desviación de la luz gravitatoria cuadripolar?

Hay una literatura muy rica sobre estas cosas: por un lado, está la relatividad general pura de la flexión de la luz debido a un planeta achatado (un efecto cuadrupolar), y por otro lado está el esfuerzo de observación para detectar tal flexión de la luz en nuestro sistema solar. Creo que la primera se abordó, más o menos, en mi respuesta a una de sus preguntas anteriores: ¿ GAIA ha aprendido algo sobre la Relatividad General mirando cerca de Júpiter?

La pregunta aquí se refiere a esfuerzos de observación anteriores:

Pregunta: ¿GAIA es el único juego en la ciudad para observar la desviación gravitacional de la luz en cuadrupolo? ¿Existe algún otro método con una sensibilidad similar, utilizando a Júpiter o al Sol, que es menos achatado pero mucho más masivo? ¿Radio quizás, de alguna manera?

Respuesta corta: Sí, Gaia es el único juego en la ciudad actualmente, aunque existe una tradición de observaciones terrestres que intentan observar la contribución monopolar a la curvatura de la luz de Júpiter (y sospecho que los futuros telescopios terrestres podrían ser capaces de hacerlo). Además, había un competidor, en cierto sentido, de Gaia, conocido como la Misión de Interferometría Espacial ( SIM ), pero fue cancelada en el Informe Decadal Astro2010 de la NASA.

RESPUESTA LARGA:

Para las observaciones astrométricas "recientes/modernas" de la curvatura de la luz con el Sol, uno puede profundizar un poco en las malas hierbas:

La detección de la desviación de la luz alrededor del Sol y la Tierra fue realizada por Hipparcos (1992), véase la sección rf 3.2.5. de este estudio de Lindl (2011), discutido más adelante, que detalla la teoría detrás de la astrometría de la desviación de la luz a través de Júpiter con Gaia. La curvatura de la luz observada por Hipparcos se debió al momento monopolar, no al momento cuadripolar, de la lente. Estos éxitos reforzaron las propuestas para observar la contribución cuadrupolar de la desviación de la luz.

En la segunda página de este artículo de Heinkelmann y Schuh (2009), donde$\gamma$es el parámetro posnewtoniano parametrizado que es la unidad para la relatividad general clásica, afirman:

Hasta ahora varios grupos han determinado la$\gamma$parámetro usando las observaciones geodésicas VLBI... Todas esas pruebas se enfocan en los efectos impuestos por el Sol. Sin embargo, también hubo varios esfuerzos para observar la desviación de Júpiter. Treuhaft & Lowe (1991) intentaron encontrar la desviación de Júpiter experimentalmente utilizando un único experimento de DSN de línea de base larga durante un evento de casi ocultación, que fue propuesto por Schuhet al. (1988). Una casi ocultación similar ocurrió en 2002 y fue investigada por varios grupos, por ejemplo, por Fomalont & Kopeikin (2003).

Estoy bastante seguro de que aquí se están refiriendo a la desviación monopolar de Júpiter, como se corrobora en un artículo de Kopeikin y Makarov (2008) , y no a la desviación cuadrupolar, cuyo modelo teórico inicial fue explorado por Crosta et al. 2006.

Ahora, un poco de historia de la observación de la contribución cuadrupolar a la flexión de la luz de Júpiter:

El artículo de Kopeikin & Makarov (2008) especuló que SIM, o posiblemente SKA , era la mejor perspectiva para medir la desviación de la luz de Júpiter, y apenas mencionaba a Gaia.

El trabajo seminal de Klioner (2003) presentó un modelo relativista autoconsistente (en el 0.1$\mu$como nivel) para observar la curvatura de la luz cuadripolar de Júpiter, anticipándose a Gaia y SIM, y mostró que dicha curvatura de la luz sería más fuerte para Júpiter (¡excluyendo el sol!), es decir. consulte la segunda columna de la tabla 1 titulada "Diversos efectos gravitacionales sobre la propagación de la luz". Este modelo forma la base del modelo relativista de Gaia (conocido como GREM).

Este y posteriores trabajos motivaron el estudio de Lind (2011) sobre este tema, donde implementan el modelo de Crosta et al. (2006) para datos simulados. De su conclusión:

El marco que hemos obtenido dará una primera estimación de la capacidad de Gaia para detectar la desviación de luz cuadripolar de Júpiter. A esto podemos responder afirmativamente, Gaia y AGIS permitirán detectar este efecto al menos a 6$\sigma$nivel, cuando se supone un rendimiento astrométrico nominal.

Antes y después del lanzamiento de Gaia en 2013, las perspectivas de su capacidad para probar la física fundamental y la teoría de la relatividad eran muy esperadas, por ejemplo aquí .

Por último, (¡uf!) para una fuente autorizada más completa para las observaciones de astrometría de microsegundos de arco actuales y futuras es esta revisión. Su sección 6 analiza el terreno actual y futuro, como el Telescopio Extremadamente Grande de ESO y los proyectos espaciales, como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA y el Telescopio Espacial Romano Nancy Grace y, por supuesto, el Gaia de la ESA. En el apartado 3 dicen:

En particular, la ley de exploración de Gaia se ha optimizado de forma que las observaciones de estrellas brillantes cerca de Júpiter se realicen varias veces durante la misión. Estos datos permitirán intentar medir el momento cuadripolar de desviación de la luz de Júpiter. Klioner (2014) analiza cómo se puede utilizar la astrometría de Gaia en estas y otras pruebas de física fundamental. Estas pruebas probablemente solo se realizarán en fases posteriores de las operaciones de procesamiento de datos de Gaia, cuando los otros conjuntos de parámetros en la solución astrométrica se conozcan y entiendan lo suficiente.

Por lo tanto, este tipo de pepitas para observar la curvatura de la luz relativista general con Júpiter podrían no llegar hasta dentro de algunos años. Pero ciertamente mantendré mis oídos en el suelo ;)