在波长域中将行星反射多普勒频移与恒星变率分离
地球与行星天体物理
2021-05-26 v2 天体物理仪器与方法
太阳与恒星天体物理
摘要
恒星磁活动在类太阳恒星的光球线轮廓中产生随时间变化的畸变。这导致高精度视向速度测量中的系统误差，限制了发现和测量轨道周期超过数十天的低质量系外行星质量的工作。我们提出了一种新的数据驱动方法，用于将动力学起源的多普勒频移与由变率引起的恒星光谱变化所产生的表观速度变化分离。我们表明，用于测量视向速度的交叉相关函数的自相关函数（ACF）对平移是有效不变的。通过将视向速度投影到由观测标识符标记、并由ACF主成分振幅系数张成的子空间上，我们可以隔离并减去由恒星磁活动引起的速度扰动。我们在HARPS-N仪器和位于3.58米国家伽利略望远镜（Telescopio Nazionale Galileo）上的太阳望远镜馈源对太阳光谱进行的5年、853次每日15分钟观测的时间序列上测试了该方法。去除活动信号后，日心太阳速度残差呈高斯分布且几乎不相关。我们将振幅 cm s的合成低质量行星信号以广泛的轨道周期注入太阳观测中。投影到ACF子空间的正交补空间可将这些信号有效地从太阳活动信号中隔离出来。它们的半振幅以 cm s的精度被恢复，这为在广泛轨道周期上对观测良好、明亮的的主序星进行地球质量行星的多普勒探测与表征打开了大门。
引用
@article{arxiv.2011.00018,
title = {Separating planetary reflex Doppler shifts from stellar variability in the wavelength domain},
author = {A. Collier Cameron and E. B. Ford and S. Shahaf and S. Aigrain and X. Dumusque and R. D. Haywood and A. Mortier and D. F. Phillips and L. Buchhave and M. Cecconi and H. Cegla and R. Cosentino and M. Cretignier and A. Ghedina and M. Gonzalez and D. W. Latham and M. Lodi and M. Lopez-Morales and G. Micela and E. Molinari and F. Pepe and G. Piotto and E. Poretti and D. Queloz and J. San Juan and D. Segransan and A. Sozzetti and A. Szentgyorgyi and S. Thompson and S. Udry and C. Watson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.00018},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 15 figures, accepted 2 May 2021 for publication in MNRAS