利用多普勒成像模型化恒星活动并搜索棕星级恒星周围的行星
地球与行星天体物理
2025-08-19 v1 天体物理仪器与方法
太阳与恒星天体物理
摘要
多普勒成像（Doppler Imaging, DI）是从高分辨率光谱序列中对恒星表面物理场进行建模的一种已建立技术。本研究旨在表明，传统DI算法最初为快速旋转恒星设计，亦可在使用新一代高度稳定光谱仪观测的情况下，对棕星级恒星进行活动建模，并搜索其周围的低质量行星。我们利用DI从HARPS-N于2022至2024年收集的径向速度（RV）观测中检索到太阳表面的相对亮度分布。利用DI获得的亮度图在角分辨率约为36度，与在绝对、盘集成RV超过约2 m/s时，太阳低分辨率盘分辨多普勒光度图相符。DI校正后的RV残差的离散程度约为0.6 m/s，与现有最先进活动校正技术相当。通过行星注入-恢复测试，我们还表明，只要轨道周期大于约100天（即3至4个恒星旋转周期），DI即可作为盲目行星搜索的强大工具，并且其行星质量估计的精度可与多维高斯过程回归等相当。最后，我们指出传统DI算法的一些局限性，应加以改进，以使DI成为可靠的基于RV的行星搜索技术的替代方案。
引用
@article{arxiv.2508.12963,
title = {Using Doppler Imaging to model stellar activity and search for planets around Sun-like stars},
author = {Baptiste Klein and Suzanne Aigrain and Michael Cretignier and Xavier Dumusque and Khaled Al Moulla and Jean-François Donati and Niamh K. O'Sullivan and Haochuan Yu and Andrew Collier Cameron and Oscar Barragán and Annelies Mortier and Alessandro Sozzetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.12963},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS