面向高分辨率光谱中地球大气吸收线的自校准、经验、轻量模型
天体物理仪器与方法
2019-05-01 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
为在其他恒星周围发现类地行星,下一代光谱仪必须以10 cm/s精度测量视向速度(RV)。然而,为实现10 cm/s精度,必须考虑地球大气污染(telluric contamination)的影响。去除地球大气吸收的标准方法是:(a)观测标准星与(b)使用辐射传输代码。但观测标准星会占用科学目标宝贵的观测时间。同时,辐射传输代码依赖于HITRAN数据库中不精确的谱线数据(典型谱线位置不确定度从几到几百m/s不等),且为获得最佳性能需要难以获取的水汽柱密度测量。为解决这些问题,我们提出SELENITE:一种用于高分辨率光谱的自校准、经验、轻量线性回归地球大气吸收模型(SELf-calibrating, Empricial, Light-Weight liNear regressIon TElluric model)。该模型利用两个简单观测:(a)水地球大气吸收随可降水量成比例增长,因此彼此成比例增长;(b)非水地球大气吸收随大气质量(airmass)成比例增长。水地球大气吸收可通过寻找增长与已知校准水地球大气吸收相关的像素来识别,并通过对之回归建模,非水地球大气吸收同理用大气质量建模。该模型不需要谱线数据、水汽测量和额外观测(除一次性校准观测外),在B星上获得1.17的约化卡方拟合,在K矮星上为2.95,并留下连续谱1%(B星)和1.1%(K矮星)的残差。在笔记本电脑上拟合仅需数秒:SELENITE足够轻量以指导观测运行。
引用
@article{arxiv.1903.08350,
title = {Towards a Self-calibrating, Empirical, Light-Weight Model for Tellurics in High-Resolution Spectra},
author = {Christopher Leet and Debra A. Fischer and Jeff A. Valenti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.08350},
year = {2019}
}