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盖亚天体测量轨道星表的生成模型:双星、巨行星和致密天体伴星的选择函数

太阳与恒星天体物理 2024-11-05 v1 地球与行星天体物理 星系天体物理 天体物理仪器与方法

摘要

盖亚 DR3 的天体测量已产生约 170,000 个开普勒轨道解样本,预计未来几年还会有更多。这些数据在限制太阳邻域内双星、巨行星和致密天体种群方面具有巨大潜力。但为了使用已发布的轨道星表进行统计推断,有必要了解它们的选择函数:一个具有给定属性集的双星最终出现在星表中的概率是多少?我们证明,盖亚 DR3 天体测量双星星表的这种选择函数可以通过盖亚扫描定律进行正向建模,包括单个一维天体测量测量、一系列天体测量模型的拟合以及后处理中应用的质量筛选。我们在一个合成的银河系模型中填充双星,并生成一个模拟的天体测量轨道星表。该模拟星表与 DR3 天体测量双星样本非常相似,表明我们的选择函数是对现实的合理近似。我们的拟合还产生了一个与 DR3 中发现的类似的虚假天体测量轨道样本;这些主要是由边缘解析的宽双星中与扫描角相关的天体测量偏差造成的。我们表明,盖亚对天体测量双星的灵敏度在高偏心率时迅速下降,但在高倾角时仅微弱下降。我们预测 DR4 将产生约 100 万个天体测量轨道,主要针对明亮(G15G \lesssim 15)且长周期(Porb1000P_{\rm orb} \gtrsim 1000 天)的系统。我们提供代码来模拟和拟合任何数据发布中的真实盖亚历元天体测量,并确定任何假设的双星是否会获得编目的轨道解。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.00088,
  title  = {A generative model for Gaia astrometric orbit catalogs: selection functions for binary stars, giant planets, and compact object companions},
  author = {Kareem El-Badry and Casey Lam and Berry Holl and Jean-Louis Halbwachs and Hans-Walter Rix and Tsevi Mazeh and Sahar Shahaf},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.00088},
  year   = {2024}
}

备注

22 pages, 17 figures, accepted to OJAp. Code at https://github.com/kareemelbadry/gaiamock