SIMTERFERE：一种用于量化 VLTI/GRAVITY+ 相干光稳定性的光学干涉仪模拟器：应用于系外行星光谱学
天体物理仪器与方法
2026-03-17 v1 地球与行星天体物理
摘要
GRAVITY+ 自适应光学 (GPAO) 系统的实施使光学干涉仪具有前所未有的灵敏度和稳定性。这使得对直接成像系外行星在中分辨率光谱下的高精度表征成为可能，为研究行星大气提供了新的途径。我们旨在通过对 beta Pictoris 这颗亮且稳定的星的连续七小时观测来量化和表征 GRAVITY+ 的短期和长期稳定性，为未来的系外行星观测提供基准。我们开发了 SIMTERFERE，一种数据驱动的仿真工具，可使用辅助仪器和遥测数据复现 GRAVITY+ 的星上观测。通过将仿真结果与测量的相干光进行比较，我们追踪了系统光通量变化的来源，并评估了其对系外行星对比度测量的影响。我们发现约 10% 的变化主要由由变动纤维耦合引起的光通量变化驱动，这取决于相位稳定性、大气色散和残余纤维偏移。这些变化呈现为波长上的平滑连续变化，可通过二次多项式校正有效消除。在去除仪器效应后，剩余的约 1% 变化几乎完全来自大气效应，我们可通过采用线性气气差插值的方法实现对比度光谱的高精度校正（达到 0.1% 的精度）。GRAVITY+ 测距仪器稳定性极佳：低阶连续光和大气变化可实现高精度校正，独一无二地具备对直接成像系外行星进行高保真表征的能力。
引用
@article{arxiv.2603.15499,
title = {SIMTERFERE: An optical interferometry simulator for quantifying the coherent flux stability of VLTI/GRAVITY+. Reaching per mill stability: Application to exoplanet spectroscopy},
author = {J. R. Sauter and A. von Stauffenberg and G. Bourdarot and W. Brandner and F. Eisenhauer and L. Kreidberg and L. Labadie and S. Scheithauer and D. Trevascus and R. van Boekel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.15499},
year = {2026}
}
备注
14 pages, 13 figures. Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics (A&A)