小轨道覆盖下直接成像系外行星轨道拟合的偏差
地球与行星天体物理
2021-05-05 v1
摘要
行星轨道的偏心率与轨道平面的倾角编码了其形成与演化的重要信息。然而，通过直接成像探测到的系外行星通常仅在其周期的极小部分被观测到，使得在宽泛且无约束的后验下难以进行可靠的物理推断。本项目的目标是研究直接成像系外行星轨道参数估计中的偏差（后验的中位数和众数偏离轨道参数真实值，及其可信区间的宽度与覆盖），尤其是其偏心率，并定义进行更好不确定性估计的一般准则。为此，我们构造了多种轨道并为每个轨道生成跨越约轨道周期的模拟数据。我们使用Orbits For The Impatient (OFTI)算法计算轨道后验，并将其与轨道参数的真实值比较。我们发现轨道平面的倾角是最影响我们偏心率估计的参数，近侧视(near edge-on)出现的轨道产生偏离真实值的偏心率分布，且常为双峰。我们还识别出偏心率与倾角之间的简并，使得难以区分正对(face-on)偏心轨道与侧视(edge-on)圆轨道的后验。对于系外行星成像界，我们提出了与轨道拟合相关的实用建议、准则与警告。
引用
@article{arxiv.2103.12877,
title = {Biases in orbit fitting of directly-imaged exoplanets with small orbital coverage},
author = {Rodrigo Ferrer-Chávez and Jason J. Wang and Sarah Blunt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.12877},
year = {2021}
}
备注
22 pages, 10 figures. Accepted in The Astronomical Journal of the American Astronomical Society