使用低秩方法稳健去除 Kepler 光变曲线中空间相关的系统误差

由 CoRoT、Kepler 和 TESS 等大视场系外行星凌星巡天产生的光变曲线受传感器范围内的系统噪声影响，这些噪声在时空上以及与其他仪器参数（如测光星等）相关。为了达到探测系外行星凌星所需的测光精度水平，并忠实地恢复其他形式的内在天体物理变源，稳健且有效的系统误差缓解是必要的。我们展示了一种新的探索性算法的可行性，该算法用于去除空间相关的系统噪声并对大视场凌星巡天获得的光变曲线进行去趋势。这种空间系统误差算法是数据驱动的，并在全变差空间约束条件下拟合系统误差的低秩线性模型。全变差约束在基础层面上建模了传感器上的空间系统误差结构。该拟合使用梯度下降进行，应用于变量约简的最小二乘惩罚项和修正形式的全变差先验；系统误差基向量及其权重系数均被迭代改变。该算法通过在选定的 Kepler 数据集上进行信号注入以及在相同的 Kepler 坐标框架内进行完整模拟，与参考主成分分析方法进行了数值评估。我们发现，在较长的信号时间尺度（天）上，与参考方法相比，我们的算法减少了对天体物理变源的过拟合，同时在系外行星凌星时间尺度上的表现相当。我们评估了算法的性能和应用，并概述了未来的发展方向。