近红外前向建模技术的精密视向速度测量
地球与行星天体物理
2020-09-01 v2 天体物理仪器与方法
太阳与恒星天体物理
摘要
近红外波段的精密视向速度（RV）测量是探测和表征低质量恒星或磁活动更强年轻恒星周围系外行星的有力工具。然而，近红外中存在随时间显著变化的高强度大气吸收线和发射线，这会使经典技术（忽略或遮蔽大气线）无法从这些光谱中提取 RV 信息。我们提出了一种利用前向建模技术从近红外光谱推导精密 RV 的方法与流水线。我们将其应用于昴星团 8.2 米望远镜上 InfraRed Doppler（IRD）光谱仪拍摄的宽波长覆盖（Y、J 和 H 波段同时）光谱。我们的流水线基于同时与恒星光一起注入光谱仪的激光频率梳参考光谱，为每一光谱段提取光谱仪的瞬时仪器轮廓。这些轮廓用于推导不受仪器展宽和大气特征影响的本征恒星模板光谱，并在 RV 分析中建模和拟合单个观测光谱。通过使用模拟 IRD 数据的理论光谱进行一系列数值模拟，我们测试了该流水线，并表明对于在 1000 nm 处每像素信噪比 的缓慢自转中至晚型 M 矮星，IRD 可实现 m s 的精度。通过模拟光谱分析讨论了 RV 精度对各种恒星参数（如 、、[Fe/H]）的依赖性以及大气线混合对 RV 精度的影响。我们还将该 RV 分析流水线应用于 GJ 699 和 TRAPPIST-1 的观测光谱，证明该光谱仪和流水线至少在数月时间尺度上能够达到 m s 的 RV 精度。
引用
@article{arxiv.2007.11013,
title = {Precision radial velocity measurements by the forward-modeling technique in the near-infrared},
author = {Teruyuki Hirano and Masayuki Kuzuhara and Takayuki Kotani and Masashi Omiya and Tomoyuki Kudo and Hiroki Harakawa and Sébastien Vievard and Takashi Kurokawa and Jun Nishikawa and Motohide Tamura and Klaus Hodapp and Masato Ishizuka and Shane Jacobson and Mihoko Konishi and Takuma Serizawa and Akitoshi Ueda and Eric Gaidos and Bun'ei Sato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.11013},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 20 figures; accepted for publication in PASJ; typos corrected