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用于径向速度系外行星搜索的色散固定延迟干涉测量理论

天体物理仪器与方法 2010-07-02 v2 地球与行星天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

色散固定延迟干涉仪(DFDI)代表了一种用于高精度径向速度(RV)系外行星巡天的新仪器概念。它是迈克尔逊干涉仪与中分辨率光谱仪的结合,具有进行多目标巡天的潜力,而以往大多数RV技术仅限于一次观测一个目标。由于需要大量系外行星样本来更好地理解行星形成、演化和普遍性,这项新技术代表了用于RV系外行星搜索仪器的合理下一步,并已通过基特峰国家天文台的单目标系外行星追踪器(ET)和阿帕奇点天文台的多目标W. M. Keck/MARVELS系外行星追踪器得到验证。ET仪器的开发需要详细理解DFDI技术的物理原理。在此,我们总结了理解该技术所需的基础理论材料,并概述了仪器工作原理背后的物理机制。我们还推导了一些有用的解析公式,可用于估计该技术中各类误差源的水平,例如使用参考光谱时的光子散粒噪声、次级光谱(如拥挤源、光谱双星或月光污染)的污染、残余干涉仪梳齿以及参考串扰误差。随后,我们表明,在探测系外行星所需的精度水平下,使用传统气体吸收参考光谱的DFDI可能会引入必须考虑的重大系统误差。

关键词

引用

@article{arxiv.1005.5564,
  title  = {Theory of Dispersed Fixed-Delay Interferometry for Radial Velocity Exoplanet Searches},
  author = {Julian C. van Eyken and Jian Ge and Suvrath Mahadevan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1005.5564},
  year   = {2010}
}

备注

58 pages, 11 figures, 1 table, 3 appendices. Accepted for publication in ApJS. Minor typographical corrections; update to acknowledgments