Teste da Teoria da Relatividade Geral com a Juno em Júpiter

Resumo A sonda Juno está orbitando Júpiter desde julho de 2016 para aprofundar nossa compreensão do sistema solar estudando o gigante gasoso. O experimento de ciência de rádio permite a determinação do campo gravitacional de Júpiter, iluminando assim sua estrutura interna. O experimento depende da determinação da órbita da sonda durante suas passagens pelo pericentro. Análises anteriores de dados de gravidade assumiram a correção da teoria geral da relatividade, que foi usada para a integração de trajetórias e modelagem da propagação do sinal de rádio. Neste trabalho, temos como objetivo testar a relatividade geral no contexto único de uma sonda orbitando Júpiter, utilizando o formalismo parametrizado pós-newtoniano (PPN), uma estrutura estabelecida para comparar várias teorias gravitacionais. Dentro deste framework, direcionamos nossa atenção para os parâmetros PPN γ e β, que oferecem insights sobre a curvatura do espaço-tempo e a não linearidade dos efeitos gravitacionais, respectivamente. Além disso, estendemos nossa investigação ao efeito Lense–Thirring, que modela o arrastamento do espaço-tempo induzido por uma massa rotativa. Ao medir a mudança de frequência relativística em observáveis de Doppler causadas por Júpiter durante as passagens perijove da Juno, estimamos γ = 1 + (1,5 ± 4,9) × 10 −3, consistente com a teoria geral da relatividade. Nossa estimativa de γ é principalmente influenciada por seu efeito no cálculo do tempo de luz, com uma contribuição negligenciável da dinâmica da sonda. Além disso, também apresentamos um nível modesto de precisão para o parâmetro β, refletindo a mínima perturbação dinâmica na Juno causada pela relatividade geral. Isso também se aplica ao efeito Lense–Thirring, cujo sinal é muito pequeno para ser resolvido com confiança.