使用经验光谱库对 FGKM 恒星进行精确恒星表征

一个多世纪以来，通过将恒星的光学光谱与几十个光谱标准进行比较来对恒星进行分类，一直是观测天文学的主力。在此，我们通过汇编由 California Planet Search 使用 Keck/HIRES 观测的 404 颗基准星的光学光谱库来扩展这一技术。这些光谱具有高分辨率 (R~60000)、高信噪比 (SNR~150/pixel)，并已配准到公共波长标尺上。该库中的恒星具有由干涉测量、星震学、LTE 光谱合成和分光光度法导出的性质。为了解决文献中缺乏充分表征的晚 K 型矮星的问题，我们使用 SED 建模和 Gaia 视差测量了 23 颗附近 K 型矮星的恒星半径和温度。该库代表了一个均匀的数据集，跨越光谱型 ~M5--F1 (Teff ~ 3000-7000K, Rstar ~ 0.1-1.6 Rsun)。我们还提出了“Empirical SpecMatch” (SpecMatch-Emp)，这是一种通过将未知光谱与我们的光谱库进行比较来对其进行参数化的工具。对于 FGKM 恒星，SpecMatch-Emp 在有效温度 (Teff) 上达到 100 K 的精度，在恒星半径 (Rstar) 上达到 15% 的精度，在金属丰度 [Fe/H] 上达到 0.09 dex 的精度。由于该代码依赖于经验光谱，它对于现有光谱合成器难以建模的 ~K4 及更晚型恒星表现尤为出色，在 Teff 上达到 70 K 的精度，在 Rstar 上达到 10% 的精度，在 [Fe/H] 上达到 0.12 dex 的精度。我们还验证了 SpecMatch-Emp 的性能，发现它在较低的光谱分辨率和 SNR 下依然稳健，从而能够表征暗弱的晚型恒星。该库和恒星表征代码均公开可用。