利用HARPS评估大气谱线的稳定性

背景：在利用径向速度技术搜寻系外行星系统时，精确的波长校准对于高精度测量至关重要。在红外波段，校准器的选择是一个特别重要的问题，因为该波段的精度和开发仍落后于光学波段的成就。目的：我们研究大气谱线作为精确波长参考的长期稳定性，并分析它们对不同大气和观测条件的敏感性。方法：我们使用HARPS档案数据，对三颗亮星——天仓五、Mu Arae和天苑四——进行了分析，数据跨度6年，包含多个夜晚的高采样率测量。我们将这些数据与O2掩模进行交叉相关，并评估径向速度和谱线不对称性变化，光子噪声低至1 m/s。结果：我们发现三个数据集中的大气谱线在6年内稳定在10 m/s（均方根）以内。我们还表明，径向速度变化可以通过简单的大气模型来解释，最终精度达到1-2 m/s。结论：尽管存在大气现象，但大气谱线的长期稳定性在六年内被测量为10 m/s。大气谱线可用作短时间尺度项目的波长参考，直接使用即可达到5 m/s的精度。如果通过所描述的简单大气模型校正大气现象，可以达到高达2 m/s的精度，这使得即使在长时间尺度上，这也是一种非常有竞争力的方法。