利用 VLT/SPHERE 的跳星 RDI 技术搜寻 HR 8799 周围的第五颗行星
地球与行星天体物理
2021-04-07 v1 天体物理仪器与方法
摘要
系外巨行星的直接成像要求在距恒星最小角间距（约 0.1''）处达到尽可能高的对比度（dH ~10 星等）。我们提出一种自适应光学观测方法，称为跳星（star-hopping），最近作为 VLT 上 SPHERE 仪器的标准队列观测提供。该方法使用参考差分成像（RDI），但不同于以往工作，它在观测目标星后数分钟内获取参考星图像用于 PSF 减除。我们的目标是在传统角差分成像（ADI）方法上显著获得对比度增益，以在小于 10 au 的间距（即 HR 8799 系统四颗巨行星内部）搜寻第五颗行星。我们总共获得了 HR 8799 系统与一颗参考星的 4.5 小时同步积分视场光谱（R~30，IFS 的 Y-H 波段）与双波段成像（IRDIS 的 K1 和 K2 波段）。参考星观测了总时间的约 1/3，其 dR~1 星等且天空中相距约 1-2 度。跳星每 6-10 分钟进行一次，每次跳星仅 1 分钟的天基积分间隙。我们未在最可能的间距 7.5 和 9.7 au 处探测到假想第五行星，质量极限为 3.6 MJup 的高信噪比。如先前工作指出，行星光谱与某些红色场矮星非常匹配。我们还证明，使用跳星 RDI，在 0.1'' 间距处的对比度改善可达 2 星等。由于不需要 ADI、子午中天过境及伴随的天空旋转，观测时间可从大 2-3 倍的窗口中选择。一般而言，跳星可用于比 R=4 星等更暗的恒星，因为对这些星通常可获得亮度与间距合适的参考星。本文所用还原软件已在线公开。
引用
@article{arxiv.2101.08268,
title = {A search for a 5th planet around HR 8799 using the star-hopping RDI technique at VLT/SPHERE},
author = {Z. Wahhaj and J. Milli and C. Romero and L. Cieza and A. Zurlo and A. Vigan and E. Peña and G. Valdes and F. Cantalloube and J. Girard and B. Pantoja},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.08268},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 12 figures, reduction code and sample data available online