面向亚 m/s 级星体变异性研究:隔离合成光谱线中的砂粒信号
太阳与恒星天体物理
2025-04-25 v1 地球与行星天体物理
摘要
星体光谱中砂粒引起的变异性会使通过径向速度检测和通过传输光谱学表征系外行星的任务复杂化。我们旨在量化砂粒对不同强度星体吸收线在不同 limb 角度下的径向速度和 bisectors 不对称性的影响。我们使用来自 MURaM 的三维辐射-流体动力学模拟配合 MPS-ATLAS 辐射传递计算,对太阳类型的星体合成时间序列数据。我们的光谱线在极高分辨率 (R2,000,000) 下合成,这超过了观测的极限,使我们能够捕捉到复杂的线形变化。我们引入了一种新的方法,将星体表面分为三个组成部分,并用于参数化光谱线。我们的参数化方法允许我们解耦 p 波动和砂粒的贡献,为我们独一无二的机会研究砂粒效应而无 p 波动的污染。我们通过将我们的砂粒时间序列的径向速度功率谱与来自 LARS 光谱仪器的观测结果进行比较来验证我们的方法。我们发现我们能够复制从太阳盘中心对 Fe I 617 nm 线的观测中提取的砂粒分量。我们利用我们的砂粒隔离结果,显示在不同 limb 角度下,对流蓝移和 bisectors 不对称性的变化,与经验结果良好一致。我们表明,较弱的线具有更高的砂粒与沟道之间的速度对比度,导致更高的砂粒引起的速度波动。我们的参数组合提供了一种计算高效的策略,用于构建新的光谱线,为未来改善系外行星研究中的星体噪声控制奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2504.17011,
title = {Towards understanding stellar variability at the sub m/s level: Isolating granulation signals in synthetic spectral lines},
author = {Ginger Frame and Heather M. Cegla and Veronika Witzke and Cis Lagae and Michael L. Palumbo and Sergiy Shelyag and Christopher Watson and Alexander Shapiro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.17011},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 15 figures, accepted for publication in MNRAS