中文

巨吸积原行星巡天(GAPlanetS):稳健探测原行星的优化技术

地球与行星天体物理 2023-01-25 v1 天体物理仪器与方法

摘要

高对比度成像使天文学家得以研究由仍处于形成阶段的青少年(数十百万年)和“原”(<<10Myr)行星直接发出的光。对这些行星的直接探测得益于经验点扩散函数(PSF)建模与去除算法。此类算法的计算强度及其众多可调输入参数,导致了针对高对比度成像结果普遍采用临时性优化方法。本工作中,我们提出一种新的系统性优化方法,并利用麦哲伦自适应光学(MagAO)巨吸积原行星巡天(GAPlanetS)对高对比度恒星伴星HD 142527 B的数据进行了验证。更具体地说,我们提出了一种网格搜索技术,旨在探索PSF减除算法pyKLIP的三个关键参数——环区、移动量和KL模式。我们考量了多种后处理图像质量指标,以便在Hα\alpha(656nm)波段最优恢复注入到同期连续谱(643nm)图像中的合成行星。这些指标包括:峰值(单像素)信噪比、平均(多像素平均)信噪比、5σ\sigma对比度以及假阳性比例。我们将连续谱优化的KLIP减除参数应用于低质量恒星伴星HD142527 B的六次Hα\alpha直接探测,在一系列间距上恢复了该伴星。相对于对所有数据集统一应用单一经验性、非优化的KLIP参数集,我们的多指标网格搜索优化使伴星信噪比提升最高达1.2σ\sigma,平均提升0.6σ\sigma。由于许多直接成像探测结果接近标准的5σ\sigma阈值,即便如此适度的改进也可能在未来成像巡天中带来更高的产出。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.15676,
  title  = {The Giant Accreting Protoplanet Survey (GAPlanetS): Optimization Techniques for Robust Detections of Protoplanets},
  author = {Jéa I. Adams Redai and Katherine B. Follette and Jason Wang and William Balmer and Laird M. Close and Beck Dacus and Jared R. Males and Katie M. Morzinski and Joseph Palmo and Laurent Pueyo and Elijah Spiro and Helena Treiber and Kimberly Ward-Duong and Alex Watson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.15676},
  year   = {2023}
}

备注

18 pages, 7 figures, Accepted to AJ