利用Karhunen-Loeve特征图像投影探测与表征系外行星：前向建模
天体物理仪器与方法
2016-06-29 v2 地球与行星天体物理
摘要
一类新的高对比度图像分析算法通过经验拟合和减去系统噪声，导致了近期对暗弱系外行星/亚恒星伴星以及星周盘散射光图像的发现。这些方法在增强暗弱天体物理信号可探测性方面极其高效，但它们通常会在观测性质中引入系统偏差。本文为这一未解决问题提供了通用解。我们给出了一个线性展开的解析推导，该展开捕获了这些图像分析技术造成的天体物理过减和/或自减的影响。我们考察了一般情况，即由于观测策略，天体物理场景的参考图像在视场中方位和/或径向移动。我们的新方法基于扰动任何最小二乘散斑问题底层的协方差矩阵，并将此扰动传播通过数据分析算法。然后我们展示了这一新算法的实际应用。我们首先考虑IFS数据中暗弱点源的光谱提取，并利用公开的Gemini Planet Imager调试数据说明，我们新颖的基于扰动的Karhunen-Loève图像处理前向建模（KLIP-FM）确实能够缓解算法偏差。我们随后将KLIP-FM应用于点源探测相关问题。我们展示，与经典最小二乘拟合方法相比，它降低了假阴性率（例如遗漏行星），同时保持假阳性率不变。这可能对正在进行的直接成像巡天的后续策略设计具有重要影响。
引用
@article{arxiv.1604.06097,
title = {Detection and Characterization of Exoplanets using Projections on Karhunen-Loeve Eigenimages: Forward Modeling},
author = {Laurent Pueyo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.06097},
year = {2016}
}