EXPRES. II. 搜寻活跃恒星周围的行星:HD 101501 案例研究

通过将仪器误差控制在 10 cm/s 以下,EXtreme PREcision Spectrograph (EXPRES) 使得对可能掩盖微弱 Keplerian 信号的光球速度进行更深入的研究成为可能。Gaussian Processes (GP) 已成为对径向速度数据集中的相关噪声进行建模的标准工具。虽然 GP 受恒星物理性质的约束和驱动,但在某些情况下,它们仍然具有足够的灵活性以吸收未分辨的 Keplerian 信号。我们将 GP 回归应用于 EXPRES 对 35 亿年老的色球活跃类太阳恒星 HD 1011 的径向速度测量。我们利用 28 个季节的地面测光数据以及近期的 $TESS$ 数据,对恒星自转周期和黑子分布的演化获得了严格约束。对两个测光数据集进行了光变曲线反演,以揭示恒星上的黑子分布和黑子演化时间尺度。我们发现,HD 101501 中 $> 5$ m/s 的均方根径向速度变化可以很好地用无行星的 GP 恒星活动模型来建模,得到的残差均方根散布为 45 cm/s。我们进行了模拟,在 GP 框架下注入并恢复信号,以证明需要高采样频率观测才能最有效地使用 GP 来探测像 HD 101501 这样的活跃恒星周围的低质量行星。稀疏采样阻碍了 GP 学习相关噪声结构,并可能使其吸收潜在的 Keplerian 信号。我们量化了中高采样频率监测,它提供了必要的信息以利用 GP 解耦光球特征并探测活跃恒星周围的行星。