利用中分辨率积分视场光谱探测更靠近恒星的系外行星

尽管视向速度巡天已表明气态巨行星的族群在约 $3~\text{au}$ 处达到峰值，但最近的高对比度成像巡天仅对 $\sim~10~\text{au}$ 之外的行星敏感。目前对恒星小角距的灵敏度受限于点扩散函数的变异性。我们展示了中分辨率积分视场光谱仪如何通过探测行星相较于宿主星的独特光谱特征，在更小角距（$\lesssim~0.3$ 角秒）处探测行星。利用 W. M. Keck 天文台的 OSIRIS（$R$ $\approx$ 4000），我们呈现了在蛇夫座和金牛座恒星形成区对 20 个年轻目标通过此方法开展行星搜寻的结果。我们表明，在 $0.05-0.3$ 角秒范围内，OSIRIS 可胜过配备极端自适应光学与非冗余掩模的高对比度日冕仪仪器。作为概念验证，我们呈现了对场 F2 星 HD 148352 周围 $\approx0.1$" 处、流量比约 $\approx0.92\%$ 的高对比度 M 型矮星伴星的 $34\sigma$ 探测。我们开发了一个开源 Python 包 breads，用于分析行星与宿主星信号联合建模的中分辨率积分视场光谱数据。衍射星连续谱使用前向样条模型建模，从而无需预先高通滤波或连续谱归一化。该代码允许对线性超参数进行解析边际化，简化其他参数（如视向速度、有效温度）的后验采样。当应用于 JWST 上的 NIRSpec 等积分视场光谱仪及未来极大望远镜上其他即将到来的首光仪器时，该技术或被证明非常强大。