Transit Detectability of Ring Systems Around Extrasolar Giant Planets
我们研究是否可以从这些行星的凌日光变曲线中检测到太阳系外行星的光环。为此，我们开发了一个基本的理论框架，用于计算和解释的光变曲线的环形行星凌日的基础上，现有的框架用于恒星掩星，一种技术，已有效地发现和探测环系统在太阳系中。我们发现，大型，土星环系统的可探测性是最大的入口和出口期间，和合理的光度精度的$\sim 1-3 \times 10^{-4}$与15分钟的时间分辨率应足以发现这样的环系统。对于某些环颗粒尺寸，单个颗粒周围的衍射导致可检测水平的前向散射，其可用于测量模态环颗粒直径。利用对探测到的凌日的高精度后续观测和即将进行的美国航天局\emph{Kepler}飞行任务，可以对大环系统进行初步普查。环系统的分布是恒星年龄和行星半长轴的函数，这将提供经验证据，帮助限制环的形成和持续时间。
2004-09-29 astro-ph
Deep Keck adaptive optics searches for extrasolar planets in the dust of Epsilon Eridani and Vega
大量的邻近恒星具有强烈的远红外线过剩，现在已知是由于类似于我们太阳系柯伊伯带的区域的星周尘埃，尽管密度要高出几个数量级。最近的亚毫米和毫米成像这些系统解决了拱星尘埃，并揭示了复杂的结构，往往在环的形式与方位角非轴对称的变化。这种结构很可能是由于嵌入的棕矮星或行星的存在。我们已经进行了深度自适应光学成像的两个附近的恒星与这种不对称的尘埃：波江座和织女星。在波江座和织女星的尘埃环中和附近分别看到了10个和7个候选伴星，但第二纪元的自行测量表明，所有伴星都是背景天体。因此，在这两颗恒星周围，我们可以排除空间尺度与尘埃结构半径相当的行星伴星，对于波江座，MK=24，相当于5个木星质量;对于织女星，MK=19-21，相当于6-8个木星质量。
2003-03-13 astro-ph
Radial Velocity Detectability of Low Mass Extrasolar Planets in Close Orbits
用精确的径向速度测量来探测木星质量的伴星到附近的太阳型恒星现在是常规的，多普勒测量正朝着更低的速度幅度发展。据报道，探测到了几颗海王星质量的行星，其轨道周期小于一周。寻找与地球质量相近的行星的努力已经提上了议事日程。成功的探测或有意义的上限将对行星形成的过程产生重要的约束。在本文中，我们量化了近轨道低质量行星探测的统计数据，显示了探测阈值如何取决于观测的数量和时间。特别是，我们考虑的情况下，一个低质量的行星接近，但不是在2：1的平均运动共振与热木星。这种情况很可能是行星形成的核心吸积假说的产物，再加上木星在原行星盘中的迁移。由于轨道周期受到很好的约束，它也有利于探测。探测少量地球质量的岩石核心将需要~ 1 m/s的速度精度，最重要的是，更好地了解恒星径向速度抖动。
2004-09-30 astro-ph
Near-Term Detectability of Terrestrial Extrasolar Planets: TEP Network Observations of CM Draconis
本文介绍了通过食双星CM Dra对太阳系外行星凌日的测光搜索结果。自1994年以来，TEP（太阳系外行星凌日）网络一直在观测这颗恒星，并获得了617小时的光变曲线。数据给出了一个完整的相位覆盖的CM Dra系统在每3年的观测，噪音小于5毫等。导出了CM Dra的新历元和周期值，并确认了0.025/hr的低耀斑速率。日食最小时间的周期性变化的缺乏排除了周期小于几年的超大质量行星的存在。光变曲线被视觉扫描以寻找异常事件的存在，这些异常事件可能表明具有“大质量地球”大小的太阳系外行星的凌日。发现了六个可疑的事件，正在跟踪未来的过境，由大小在1.5和2.5 RE（地球半径）之间的行星。然而，这些事件都没有与大于2.5 RE的行星兼容的振幅。因此，大于2.5 RE且轨道周期小于60天的共面行星可以排除，置信度约为80%。如果没有子噪声检测算法，则无法在数据中检测到小于1.5 RE的行星。初步的信号检测分析表明，有一个50%的检测置信度为2 RE行星的周期从10到30天的现有数据。这个数据集表明，它是可能的，以地面为基础的测光检测类地大小的行星，并在CM Dra系统的平面上运行的行星的大小可以设置强约束。
1998-06-29 astro-ph
Ten Low Mass Companions from the Keck Precision Velocity Survey
十个新的低质量的同伴已经出现了从凯克精密多普勒速度调查，与最小（msini）质量范围从0.8毫焦耳至0.34毫太阳。其中5颗是msini < 12 mjup的行星候选者，2颗是msini ~30 mjup的褐矮星候选者，3颗是低质量的恒星伴星。依巴谷天体测量揭示了其中三个（质量更大的）伴星的轨道倾角和质量，并为其余伴星的质量提供了上限。一种新的太阳系外行星正在出现，其特征是轨道接近圆形，轨道半径大于1 AU。行星HD 4208 b似乎是这个新类别的成员。太阳系外行星的质量分布继续呈现出从10兆焦耳向接近1兆卫星的最低可探测质量的快速上升。
2001-10-16 astro-ph
Impact of Orbital Eccentricity on the Detection of Transiting Extrasolar Planets
对于轨道周期P>10天的太阳系外行星，径向速度测量发现非圆形轨道偏心率很常见，<e>约为0.3。未来使用凌日技术对太阳系外行星的调查也将对探测这些更长周期的行星具有灵敏度。轨道偏心率以两种相反的方式影响凌日技术对太阳系外行星的探测：行星在近心点附近凌日的概率增加，以及由于凌日持续时间较短而降低凌日的可探测性。对于目前已知的太阳系外行星的偏心率分布，P>10天，行星凌日的概率比等效圆轨道高约1.25倍，平均凌日持续时间比等效圆轨道短约0.88倍。这两个相反的效果几乎取消了一个理想化的现场过境调查与独立的光度测量，主要是由泊松噪声。与假设所有行星都有圆形轨道相比，净效应是过境行星产量适度增加约4%。当恒星的内在变化或相关的光度测量是噪声的主要来源时，凌日的可探测性与凌日持续时间无关。在这种情况下，凌日收益率比圆形轨道假设下的预测值高出约25%。由于开普勒在太阳型恒星的宜居带中寻找地球大小的行星受到内在可变性的限制，因此如果地球大小的行星具有与目前已知的太阳质量行星相似的轨道偏心率分布，开普勒任务的行星产量预计将比圆形轨道的预测高出约25%。
2008-01-16 astro-ph
Predicting Photometric and Spectroscopic Signatures of Rings around Transiting Extrasolar Planets
我们提出了理论预测的光度和光谱特征的环周围过境太阳系外行星。在恒星光变曲线中的过境签名和由于Rossiter效应的速度异常的一般配方的基础上，我们计算预期的信号解析的一个面对环系统，和数值更一般的配置。我们研究了位于a=3AU的过境行星周围的环的可探测性，并发现可以通过光度和光谱检测环签名，除非环几乎是边缘（即，环的平行度角θ远小于1）。我们还考虑了附近行星HD 209458 b（$θ\approx 90^\circ-i_{\rm orbit} \approx 3^\circ.32$）和土星（$θ\approx 26^\circ.7$）周围行星环的可探测性。虽然前者很难用目前的精度（10^-4的光度精度和1 m/s的径向速度精度）探测到，但后者的边缘探测是可能的。如果径向速度测量的未来精度达到甚至低于0.1 m/s，它们甚至可以从地基光谱观测中检测到。
2008-08-25 astro-ph
Atmospheres of Extrasolar Giant Planets
理解太阳系外巨行星光谱的关键--以及它的可探测性和演化--在于它的大气层。现在，直接观测太阳系外巨行星的热辐射，大气模型可以用来约束大气成分，热结构，并最终形成和探测行星的演化。我们回顾了影响太阳系外巨行星大气结构和演化的重要物理过程，并考虑了从第一代观测和建模中已经学到的东西。我们特别注意云结构，金属丰度和大气化学的作用，通过斯皮策太空望远镜观测过境的巨行星影响可检测的属性。我们的审查强调的不确定性，最终限制了我们的能力，解释EGP的意见。最后，我们将展望未来，在一个单一的恒星系统中的多个单独的行星的特征导致比较行星结构的研究。
2006-02-21 astro-ph
Measuring the Oblateness and Rotation of Transiting Extrasolar Giant Planets
我们探讨了通过凌日测光测量行星扁率和推断行星自转周期来表征太阳系外巨行星的前景。太阳系中行星的自转速率变化很大，反映了行星不同的形成和演化历史。测量的扁率，假设的成分和状态方程从达尔文-拉杜关系产生旋转速率。在相同的恒星和轨道条件下，凌日扁圆行星的光变曲线应该与具有相同横截面积的球形行星的光变曲线显著不同。然而，如果恒星和轨道参数是不知道的先验，他们的拟合允许在恒星半径，行星半径，碰撞参量和恒星临边暗化参数的变化，模仿一个扁圆行星的过境签名，减少扁率签名。因此，即使HD209458 b的扁率为0.1，而不是我们预测的0.003，它也会在10^5分之一的水平上引入与模型球面光变曲线的可检测偏离。具有非零折射率的行星打破了这种简并性，因为它们的入口光变曲线相对于出口光变曲线是不对称的，并且它们的最佳情况下的可探测性是10^{-4}阶。然而，这些对象的测量旋转速率是非唯一的，由于退化之间的椭圆度和扁率和未知的组成部分的椭圆度沿视线。对于在碰撞参量为0.7附近过境的行星，无论扁率如何，扁率的可探测性都是最大的。未来的扁率测量将具有挑战性，因为信号接近当前硬件的光度极限和固有的恒星噪声水平。
2003-01-09 astro-ph
Models of Polarized Light from Oceans and Atmospheres of Earth-like Extrasolar Planets
海洋表面的镜面反射光或闪光可能为研究太阳系外的类地行星提供有用的观测工具。对海面闪光的探测将区分那些与地球相似的海洋类地行星和其他类地太阳系外行星。海面闪烁和大气瑞利散射的亮度和偏振度都是太阳系外行星相位角的强函数。我们修改的双向反射率的解析表达式先前验证的地球卫星图像占海面反射和大气中的瑞利散射的分数线偏振。我们将我们的模型与地球的总可见光和线性偏振度进行比较，如在月球或地球照的灰白色光中观察到的那样。我们预测的空间集成的反射光及其偏振度的昼夜周期和轨道相位的地球和类地行星的各种想象类型的功能。类地行星的偏振反射率的差异可能会大大增加此类行星在其主星眩光下的可探测性。最后，海洋表面的闪光可能为绘制太阳系外行星上海洋和大陆之间的边界提供了一种实用的方法。
2006-10-17 astro-ph
A transiting extrasolar giant planet around the star OGLE-TR-10
我们报告了一颗围绕恒星OGLE-TR-10（轨道周期= 3.1天）运行的太阳系外巨行星，它是OGLE团队在对银河系中心的测光调查中发现的候选行星（Udalski等人，2002 a）。我们观察OGLE-TR-10光谱超过两年（2002年至2004年）使用HIRES仪器与碘细胞的凯克我望远镜，并测量小的径向速度变化是一致的存在的行星伴侣。这证实了我们的团队和Bouchy等人（2004 a）最近发现的OGLE-TR-10 b可能是一颗行星。此外，在本文中，我们能够排除混合场景作为替代解释。通过结合所有可用的径向速度测量和OGLE光变曲线的分析，我们发现OGLE-TR-10 b的质量为0.57+/-0.12 MJup，半径为1.24+/-0.09 RJup。这些参数与第一颗已知的凌日系外行星HD 209458 b非常相似。
2005-01-24 astro-ph
Detection of Close-In Extrasolar Giant Planets Using the Fourier-Kelvin Stellar Interferometer
我们评估了直接探测太阳系外的巨行星与双孔径调零红外干涉仪，工作在角度$θ<λ/2B$，并使用一种新的“比的两个波长”的技术。简单的论证表明，对于比传统的内工作角或角分辨率限制更近的行星，干涉测量检测和表征应该是完全可能的。我们表明，从零位红外干涉仪的基线（$\lesssim 40$米）的峰值信号往往会出现“零内”，从路径差波动的信号变化将取消两个波长的比率的第一顺序。使用一个新的干涉仪模拟代码，我们评估了所有已知的太阳系外行星的探测能力，使用这种双色方法与建议{ \it傅立叶开尔文恒星干涉仪（FKSI）}。在其最低配置中，{ \it FKSI}在12.5米基线上使用两个0.5米孔径和一个$\pm 20^{\circ}$视场。我们预测，$\sim 7$已知的太阳系外行星是直接检测使用{ \it FKSI}，与低分辨率光谱（$R \sim 20$）是可能的，在最有利的情况下。利用$\sim 12$米基线，星载直接探测太阳系外的巨行星是可能的，并且不需要编队飞行提供的更长的基线。
2003-09-12 astro-ph
Six New Planets from the Keck Precision Velocity Survey
我们报告的搜索结果的行星周围的500个主序星使用凯克高分辨率光谱仪，在过去的3年中提供了3米/秒的多普勒精度。我们报道了6颗新的强行星候选者，它们具有完整的开普勒轨道，周期从24 d到3 yr不等。我们还提供了4个先前宣布的行星的更新轨道参数。新发现的六颗行星中有四颗的最小Msini质量小于2 Mjup，而其余两颗的Msini质量为$\sim$ 5 Mjup。行星质量的分布继续呈现出向低质量方向上升的趋势。新行星的轨道偏心率范围从0.12到0.71，这也延续了高偏心率的普遍性。所有18颗已知的绕轨道超过0.2 AU的太阳系外行星的偏心率都大于$\sim$ 0.1。凯克多普勒巡天目前的多普勒精度限制为每次观测3米/秒，这是根据稳定恒星和开普勒拟合残差的观测结果确定的。
1999-11-30 astro-ph
Photometric Light Curves and Polarization of Close-in Extrasolar Giant Planets
距离太阳系很近的系外巨行星[CEGP]，距离母恒星$\ltorder$ 0.05天文单位，可能有很大一部分光学反射光。我们目前的理论光学光度的光变曲线和偏振曲线的CEGP系统，从反射行星光。考虑了三种冷凝物的不同颗粒尺寸。在最具反射性的情况下，变化是$\approx 100$微量级，这将很容易被即将到来的MOST、COROT和MONS卫星任务探测到，并可能在不久的将来从地面探测到。反射率最低的情况是由小的、高吸收的颗粒（如固体Fe）引起的，其变化远小于一微米。所有情况下的偏振均低于当前的可检测性限值。我们还讨论了CEGP大气的温度-压力分布和由此产生的出射光谱。我们讨论的观测结果的Tau Boo b由Cameron等。（1999）和Charbonneau等。（1999）在我们的模式结果的背景下。这些预测--光变曲线和偏振曲线的形状和大小--在很大程度上取决于行星大气中凝结物的大小和类型。
2000-04-03 astro-ph
Vegetation signature in the observed globally-integrated spectrum of Earth: Modeling the red edge strength using simultaneous cloud data and application for extrasolar planets
植被的“红边”，当阳光被绿色植物反射时，地球光谱中接近700 $nm$的强度凸起，通常被认为是在类地太阳系外行星中寻找生命的工具。在这里，通过地面观测地球的光谱，卫星观测云，和先进的大气辐射转移代码，我们确定的时间演变的植被签名地球。模型和观测结果之间的良好一致性促使我们在更长的时间尺度上使用真实云观测更深入地探索红边的可检测性。总体而言，我们发现全球平均光谱中的红边信号的演变是微弱的，只有当已知当天的真实陆地和云分布时，才可归因于植被变化。然而，它在某些太阳-地球-月球轨道几何形状下变得突出，这些几何形状适用于在太阳系外行星上寻找生命。我们的研究结果表明，在类地行星的植被探测将需要相当高的仪器精度，将是一项艰巨的任务，但并不像通常微弱的地照信号似乎表明的那样困难。
2006-04-20 astro-ph
Detecting Reflected Light from Close-In Extrasolar Giant Planets with the Kepler Photometer
美国宇航局的开普勒任务承诺在类太阳恒星的宜居带探测凌日地球大小的行星。此外，它还将准备探测类似于51 Peg b的近距离太阳系外巨行星（CEGP）的反射光成分。在这里，我们使用DIARAD/SOHO时间序列以及CEGP反射光特征的模型来评估开普勒探测此类行星的能力。我们研究了作为恒星亮度，恒星自转周期，行星轨道倾角和行星轨道周期的函数的可探测性，然后估计开普勒将在其四年的任务中探测到的CEGP的总数。分析表明，类太阳恒星的内在恒星光变是探测CEGP反射光的主要障碍。蒙特卡罗试验被用来估计所需的检测阈值，以限制预期的误报总数不超过一个调查的100,000恒星光变曲线。开普勒将可能通过反射光探测到100-760颗51 Peg b类行星，轨道周期长达7天。
2003-05-24 astro-ph
Atmospheric Circulation of Close-In Extrasolar Giant Planets: I. Global, Barotropic, Adiabatic Simulations
我们目前的结果，从一组超过300 pseudospectral模拟大气环流的太阳系外巨行星的圆形轨道。模拟具有足够高的分辨率（高达341个总模式和部门模式），可以解决合理的物理精度所需的小规模涡流和波。在这项工作中，我们专注于全球环流模式，出现在一个浅，“等效正压”，湍流大气潮汐同步和不同步的行星。大的物理和数值参数空间进行了充分的探索，以确定强大的功能的流通。为了进行验证，该模型首先应用于太阳系巨行星。对于物理参数类似于HD209458 b的太阳系外巨行星，其环流具有以下特征：（1）在每个半球都有一个绕极旋转的相干极涡; 2）少量-通常为两个或三个-变化缓慢，（东西向）喷流，当最大喷流速度与太阳系行星上观察到的速度相当或稍强时形成;（3）与运动相关的温度场，其可探测性和变率取决于大气净加热率和全球均方根风速的强弱。在许多方面，全球环流与地球相似，而不是与木星相似。然而，如果太阳系外的巨行星旋转得更快，并且不靠近（因此不同步），它们的环流会变得更像彗星，因为它们的旋转速率类似于彗星。
2007-10-21 astro-ph
Keck adaptive optics observations of TW Hydrae Association members
8-10米望远镜上的自适应光学（AO）是研究年轻的邻近恒星的一个非常强大的工具。这对寻找同伴特别有用。在10米W. M上使用AO。我们用凯克II望远镜测量了棕矮星TWA 5伴星的位置，并将其分解为0.055弧秒的双星。在接下来的几年里，后续的天体测量应该可以精确地确定这些年轻恒星的质量。我们也重新观测了太阳系外行星TWA 6 B，但对它相对于TWA 6A的运动的测量并不确定。我们正在寻找TWA恒星的新行星或褐矮星伴星，如果目前的巨行星模型是正确的，我们目前能够在一个典型的TWA成员周围探测到1角秒的1千分之一质量伴星和0.5角秒的5千分之一质量伴星。
2001-06-26 astro-ph
The physics of extrasolar gaseous planets : from theory to observable signatures
我们回顾我们目前的理解的物理性质的亚恒星物体，褐矮星和辐照或非辐照气态系外行星。这包括对它们的内部性质、机械结构和热含量、大气性质、热剖面和出射光谱以及它们的演化的描述，特别是作为一颗近距离母星的辐照伴星。一般理论可用于预测未来的观测项目的可探测性。特别关注的是目前检测到的两个过境行星，HD209458 B和OGLE-TR-56 B的演变。对于后者，我们提出了一个一致的演变，其最近修订的质量，并表明，我们重现其误差范围内观察到的半径。我们简要讨论了褐矮星和气态行星之间的差异，无论是在质量函数和形成过程。我们概述了几个参数表明，氘燃烧的最小质量，最近正式采用的限制，以区分两种类型的对象，是不可能发挥任何特定的作用，在恒星形成，这样的限制是纯粹的语义性质，并没有支持的物理理由。
2004-01-29 astro-ph
Predicting low-frequency radio fluxes of known extrasolar planets
上下文靠近太阳系的巨大系外行星（“热行星”）被认为是十米波无线电范围内的强发射体。目标。我们目前已知的所有太阳系外行星的低频磁层无线电发射的预期特性，包括最大发射频率和预期的无线电通量。我们还讨论了逃逸的系外行星的无线电发射从附近的源，这对探测能力施加了额外的限制。方法.我们比较了所有四个现有的分析模型，所有目前已知的系外行星的不同预测。我们还注意为所有输入参数使用实际值。结果行星射电辐射的四种不同模型导致了非常不同的结果。最大的磁通量被发现的磁能模型，其次是CME模型和动能模型（我们的结果被发现是远不如以前的研究乐观）。单极相互作用模型没有预测任何可观测到的排放，目前的系外行星普查。我们还估计了目前已知的所有太阳系外行星的行星磁偶极矩，这将是有用的其他研究。结论.我们的研究结果表明，观测系外行星射电辐射是可行的，但有希望的目标的数量不是很高。目标目录对于当前和未来的无线电观测活动（例如VLA、GMRT、UTR-2和LOFAR）特别有用。
2008-06-02 astro-ph
Phase Functions and Light Curves of Wide Separation Extrasolar Giant Planets
我们计算了自洽的太阳系外巨行星（EGP）相函数和光变曲线的轨道距离从0.2 AU到15 AU。我们探索了对波长、云凝结和克普勒轨道要素的依赖性。我们发现，光变曲线的EGPs强烈地依赖于波长，云的存在，和云粒子的大小。此外，大多数EGP的光学和红外颜色是相位依赖性的，在$V-R$和$R-I$中，在新月相位处倾向于最红。假设圆形轨道，我们发现，在光学波长处，大多数EGP在全相位附近比高度倾斜（即，接近边缘）轨道。此外，我们表明，行星/恒星通量比强烈依赖于开普勒元素的轨道，特别是倾角和偏心率。如果有足够的偏心轨道，EGP的大气层可能会从多云到无云的周期性转变，这种影响可能会反映在行星的光变曲线的形状和大小上。这样的椭圆轨道也会在行星的光变曲线最大值的时间和行星的完整相位的时间之间引入一个偏移，并且对于某些轨道参数，这个光变曲线最大值可能是离心率的急剧增加的函数。我们调查的可探测性EGPs建议天基直接成像仪器。
2005-01-06 astro-ph
Can We Probe the Atmospheric Composition of an Extrasolar Planet from its Reflection Spectrum in a High-Magnification Microlensing Event?
我们重新审视了在背景恒星穿过前景双星透镜的焦散线时探测太阳系外行星的可能性。在这样的事件中，行星的通量可以放大100倍或更多。行星的可探测性很大程度上取决于其轨道相对于焦散线的方向。如果源星位于焦散区，那么在母星放大的光通量下，探测这颗穿过焦散区的行星是很困难的。在更有利的配置中，当行星穿过焦散线时，当恒星在焦散线区域之外时，在距离8 kpc处围绕类太阳恒星的近距离类彗星行星可以在8分钟积分中被10米望远镜检测到，最大信噪比约为15，相位角约为10度。在这个例子中，我们进一步发现，甲烷的存在，在木星中的测量丰度，和/或水，钠和钾，在理论大气模型中预期的丰度接近彗星，可以推断出从没有检测到行星在0.6-1.4微米的强宽吸收带由这些化合物引起，伴随着S/N~10检测在相邻波段。我们的结论是，未来几代的大型望远镜可能能够探测遥远的太阳系外行星的大气成分。
2005-06-17 astro-ph
Effects of Helium Phase Separation on the Evolution of Extrasolar Giant Planets
我们建立在最近的新的木星和土星的演化模型，并在这里扩展我们的计算，以调查太阳系外的质量为0.15至3.0 MJ的巨行星的演化。我们的非均匀热历史模型表明，可能的相分离的氦从液态金属氢在这些行星的内部深处可以导致光度~2倍大于均匀模型预测。对于我们所选择的相图，这种相分离将开始影响行星的演化，对于0.15 M_J的天体，约为7亿年，对于3.0 M_J的天体，约为10 Gyr。我们展示了相位分离如何影响各种质量的行星的光度，有效温度，半径和大气氦质量分数作为年龄的函数，有和没有重元素核心，有和没有适度的恒星辐射的影响。这种相分离过程可能不会影响到距母恒星几个天文单位内的巨行星，因为这些行星在相分离开始之前会冷却到由恒星加热决定的平衡温度。我们讨论了这些对象的可探测性和可能性，氦相分离提供的能量可以改变氨云的形成和沉降的时间尺度由几个陀螺仪。我们将讨论如何正确地将恒星辐射到巨行星大气层和Replando建模可能会导致木星和土星的一致的演化历史。
2004-02-26 astro-ph
Detection limits in space-based transit observations
从凌日观测的模拟中发现，太阳系外行星的可探测性仅取决于两个参数：凌日期间的信噪比和凌日期间观测到的数据点的数量。所有其他描述凌日构形的物理参数（行星和恒星大小、轨道周期、轨道半轴、凌日穿越恒星的纬度）都可以简化为这两个参数。反过来，一旦确定了凌日探测能力和这两个参数之间的依赖关系，就可以很容易地通过物理参数的任何组合来预测仪器探测凌日的能力。这些预测被应用于爱丁顿提出的欧空局目前正在研究的天体地震学/凌日探测联合空间飞行任务的建议。
2000-06-09 astro-ph
The Effect of the Transit of Venus on ACRIM's Total Solar Irradiance Measurements: Implications for Transit Studies of Extrasolar Planets
我们使用2004年6月8日金星凌日（ToV）作为替代测试观测方法，战略和技术，正在考虑为未来的空间任务，以检测和表征太阳系外类地行星（ETP），因为他们过境他们的主恒星，特别是美国宇航局的开普勒任务计划于2008年。作为一个类似的“开普勒”光度过境观测，我们获得了（空间未解决的）辐射观测与ACRIMSAT上的ACRIM 3仪器遵循的ToV对太阳总辐照度（TSI）的影响。与美国航天局TRACE航天器同期拍摄的高分辨率宽带图像直接提供了对恒星（太阳）天体物理噪声的测量，这种噪声可能从本质上限制这种凌日观测。在大约5.5小时的凌日过程中，这颗行星的角直径大约是太阳直径的1/32，因此覆盖了大约0.1的恒星表面。利用ACRIM 3数据，我们测量了TSI的时间变化，每个样本（未分组）的1 σ不确定度约为100 mW m^-2（0.007%）。在凌日中期测量到的TSI减小了约1.4 W·m^-2（约0.1%，与光球的几何遮蔽面积密切对应），而凌日前后的TSI平均值为约1365.9 W·m^-2。这些观测结果作为未来ETP（如开普勒）测光观测的替代。ToV是我们太阳系内的一种罕见事件，通过高分辨率图像增强的时间分辨辐射测量法对ToV进行了详细分析，为研究预期在不久的将来进行的观测中ETP的可检测性和特征提供了有用的模拟。
2005-12-09 astro-ph
Probing Structures of Distant Extrasolar Planets with Microlensing
焦散线交叉双星微透镜事件的源星的行星伴星可以通过焦散线放大从大气或行星表面反射的恒星光时产生的母光变曲线的偏差来检测。偏差的大小是delta_p e_p rho_p^{-1/2}，其中e_p是行星反射的星光的分数，rho_p是行星的角半径，单位是爱因斯坦环的角半径。由于焦散线交叉期间达到了非常高的分辨率，这些扰动的详细形状对行星上和周围的精细结构非常敏感。我们认为环，卫星和大气特征的焦散交叉微透镜光变曲线的签名。我们发现，在合理的假设下，环产生10% delta_p量级的偏差，而卫星，斑点和带状带产生1% delta_p量级的偏差。我们考虑了使用当前和未来望远镜对这些特征的可探测性，并发现，使用非常大的孔径（> 30米），环系统可能是可探测的，而斑点，卫星，并且带状带通常难以检测。我们还对近距离行星周围的环的稳定性进行了简短的讨论，指出环很可能在10^5年的时间尺度上被坡印廷-罗伯逊阻力所破坏，除非它们是由大颗粒（>>1 cm）组成的，或者是由卫星稳定的。
2003-01-14 astro-ph
Predicting the Yields of Photometric Surveys for Transiting Extrasolar Planets
我们开发了一种方法，用于预测产量的过境行星从测光调查给定的参数的调查（观察的夜晚，带通，曝光时间，望远镜孔径，目标领域的位置，观测条件和检测器的特性），以及基本的行星属性（频率，周期和半径分布）。利用我们对过境调查的最新了解，根据调查小组的经验，我们考虑到那些已证明对调查结果影响最大的因素。具体来说，我们包括调查的窗口功能的影响，采用修订后的估计巨行星的频率，占调查领域的主序星的数量和分布，并包括银河系结构和星际灭绝的影响。我们使用信噪比（S/N）公式来近似行星凌日的可探测性。我们认为，我们选择的检测标准是最不确定的输入，我们的预测，并产生的行星产量的影响最大。因此，从凌日调查中得出关于行星频率的可靠推断将需要调查小组施加并报告客观，系统和可量化的检测标准。然而，通过合理选择最小S/N，我们计算出的产量通常比以前的预测更低，更准确，更现实。作为例子，我们将我们的方法应用于跨大西洋系外行星调查，XO调查，和{ \it开普勒}任务。我们讨论了红噪声及其对行星探测的可能影响。最后，我们估计未来的广角天气调查的预期检测率。
2008-06-27 astro-ph
A new Search for Carbon Monoxide Absorption in the Transmission Spectrum of the Extrasolar Planet HD 209458b
我们重新审视了太阳系外行星HD 209458 b凌日期间传输中一氧化碳吸收特征的研究。我们获得了1077个高分辨率光谱在2微米使用NIRSPEC凯克II在三个过境。我们的灵敏度是足够的测试在过境期间的第一泛音带中的CO吸收的程度，基于可信的模型的行星大气。我们比较理论的切线几何吸收光谱，计算通过增加高度不变的特设温度扰动的模型大气Sudarsky等人，并将云高作为可调参数。我们没有检测到CO吸收。我们的分析表明，类似钠的情况下，削弱，这表明一个一般的掩蔽机制是在工作中的行星大气。如果这种遮蔽是由高云提供的，我们的分析定义了最大云顶压力（即，最小高度）作为模型大气温度的函数。对于Charbonneau等人使用的相对较热的模型来解释他们的钠检测，我们的CO限制要求云顶等于或高于3.3毫巴，并且这些云必须在2微米波长处不透明。由亚微米级颗粒组成的高云已经存在于一些模型中，但可能无法提供足够的不透明度来解释我们的CO结果。较冷的模式大气，具有较小的大气尺度高度和较低的CO混合比，可以在一定程度上缓解这个问题。然而，即使是Sudarsky等人的500K模型，也需要100毫巴以上的云才能与我们的观测结果一致。因此，我们的零结果要求云存在于HD 209458 b的大气层中，除非这颗行星比目前的看法冷得多。
2004-12-16 astro-ph
System Parameters of the Transiting Extrasolar Planet HD 209458b
我们得到改进的系统参数HD 209458系统使用的模型，同时适合光度过境和径向速度观测。测光包括以前的哈勃空间望远镜STIS和FGS观测，2001-2003年期间观察到的12个I波段凌日。拉古纳天文台的1米望远镜，以及2001年至2004年间在费尔伯恩天文台的两台自动测光望远镜观测到的六次斯特罗姆格伦b+y凌日。径向速度来自Keck/HIRES观测。该模型正确对待系统的轨道动力学，从而产生强大的和物理自洽的解决方案。我们的一组系统参数与以前发表的结果一致，但精度有所提高。例如，对0.93- 1.20 Msun的恒星质量应用鲁棒限制，我们发现1.26 < Rplanet < 1.42 Rjup和0.59 < Mplanet < 0.70 Mjup。我们可以通过引入恒星质量-半径关系约束来减少这些估计的不确定性，得到Rplanet = 1.35 +/- 0.07 Rjup和Mplanet = 0.66 +/- 0.04 Mjup。我们的结果证实，行星半径比行星演化模型预测的大10-20%，证实需要额外的机制来减缓行星的演化收缩。修正后的星历表T0=2452854.82545 + 3.52474554E（HJD），现在包含了0.016s周期的不确定性，应该有助于未来在HD 209458系统中搜索行星卫星和其他天体。
2005-09-27 astro-ph
The Detectability of Exo-Earths and Super-Earths Via Resonant Signatures in Exozodiacal Clouds
直接拍摄太阳系外的类地行星必然意味着要与太阳系外尘埃的天体物理噪音和这些行星在太阳系外云层中产生的共振结构作斗争。使用定制的混合辛积分器，我们已经构建了120个模型的共振结构所创建的外地球和超级地球的圆形轨道相互作用的无碰撞的稳态尘埃云周围的类太阳恒星。我们的模型包括足够的粒子，以克服以前模拟的局限性，这些局限性通常由少数长寿命粒子主导，使我们能够定量研究所得环结构的对比度。我们发现，在圆形轨道上的行星的情况下，对于一个给定的恒星和尘埃源的分布，共振结构的形态和对比度只取决于两个参数：行星质量和$\sqrt{a_{\rm p}}/β$，其中$a_{\rm p}$是行星的半长轴和$β$是辐射压力的比例，重力颗粒。我们构建了25，000个粒子的多粒度模型，并表明在无碰撞的云中，Dohnanyi破碎定律产生了一个共振环，其光学深度由分布中最大的颗粒而不是最小的颗粒主导。我们使用这些模型来估计质量最低的行星的质量，可以通过对尘埃云和行星轨道的各种假设的共振环的观测来检测。我们的模拟表明，质量小到几倍火星的质量的行星可能会产生可检测的签名，在碎片磁盘的半长轴大于10 AU。
2008-10-15 astro-ph
Phase light curves for extrasolar Jupiters and Saturns
我们预测了一个遥远的观察者将如何看到类似木星和土星的巨型行星在围绕中心恒星运行时的亮度变化。我们模拟了木星、土星和土星环的几何形状，以改变轨道和观测参数。行星和环在0.6-0.7微米波长处的散射特性遵循先锋号和旅行者号的观测结果，即行星是前向散射，环是后向散射。模拟了有环和无环行星的图像，并用于计算沿轨道变化的盘平均光度，即产生光变曲线。我们发现，木星和土星（没有环）的不同散射特性使它们的光变曲线形状有很大的不同。土星大小的光环使行星的视光度增加了2-3倍，适用于各种几何形状。光环产生不对称的光变曲线，与没有光环的行星的光变曲线不同。如果有行星的径向速度数据，环对光变曲线的影响可以与轨道偏心率的影响区分开来。在偏心轨道上的非环形行星产生的光变曲线的最大值相对于最大行星相位的位置移动。根据径向速度数据，移动的量限制了行星未知的轨道倾角，因此也限制了它的质量。结合径向速度数据和偏心轨道上的非环形行星的光变曲线，也可以用来限制行星的表面散射特性。为了总结我们的结果，在反射光的系外行星的可探测性，我们提出了一个图表的光变曲线振幅的非环形行星不同的偏心率，倾角，和观察者的观察方位角。
2004-06-17 astro-ph
Selection Functions in Doppler Planet Searches
我们提出了一个初步的分析，英澳行星搜索数据的太阳系外行星的轨道参数的敏感性。为此，我们开发了新的工具，用于自动分析多普勒速度行星搜索数据的大规模模拟。其中一个工具是二维开普勒Lomb-Scargle周期图，它可以直接检测具有高偏心率的系外行星（标准Lomb-Scargle周期图通常无法做到这一点）。我们使用这种技术重新确定了HD20782 b的轨道参数，它是已知最高的系外行星之一（e=0.97+/-0.01）。我们还推导出一组检测标准，不依赖于拟合开普勒轨道参数的分布函数（我们显示非高斯与明显的，扩展的翅膀）。使用这些工具，我们研究了选择功能的轨道周期，偏心率和行星质量的英澳行星搜索数据的三颗行星与大规模的Monte Carlo模拟。我们发现，系外行星的可探测性下降，在高偏心率。然而，我们也发现，系外行星的可探测性是一个强大的功能，历元到历元的数据质量，观测数量和周期采样。这有力地表明，基于“整体调查”指标的系外行星可探测性的简单参数化可能并不准确。我们已经推导出了轨道参数的不确定性估计之间的经验关系，这些参数的误差是从最小二乘开普勒拟合到我们的模拟中得出的，而这些参数的误差的真实99%极限比等效高斯极限大5-10倍。（节略）
2008-10-09 astro-ph
A Search for CO Absorption in the Transmission Spectrum of HD 209458b
我们用凯克II望远镜上的NIRSPEC摄谱仪观测了一颗太阳系外行星HD 209458b的凌日。使用时间序列的低噪声观测波长范围为2.0微米至2.5微米，我们寻找额外的吸收，从第一泛音旋转振动带附近的CO 2.3微米。这一点没有被探测到，探测极限是无法测试行星大气的简单模型的3倍。在较好的天气条件下，通过观测以恒星子午线为中心的凌日，可以大大提高CO光谱特征的可探测性。由于在更好的情况下进行类似的观察似乎可能会成功，我们详细描述了我们的分析程序。
2002-05-15 astro-ph
An Adaptive Optics Search for Companions to Stars with Planets
我们对径向速度计划发现的25个太阳系外行星系统进行了凯克自适应光学成像巡天。通常，高分辨率（FWHM~0.04”）的近红外图像能够探测到dH=10的点源，距离目标0.5”至2.0”的L和T矮星，以及距离目标3-10 AU和10-100 AU的恒星和棕矮星。AO图像显示了HD 37124，HD 168443，HD 187123和HD 190228附近的15个微弱源（H=14-20），搜索半径为3.3。我们已经获得了AO图像在第二个时代的五个候选同伴在凯克和双子座天文台。相对于主星的自行测量结果表明，这五个源是背景星。考虑到这四个主星都在银道面附近（|b| <6 deg），剩下的暗淡源也很可能是背景星，而不是亚恒星伴星。我们提出了同伴的检测极限为每个目标作为分离的函数，并将它们的径向速度调查的灵敏度，证明了这两种技术的互补性。
2001-10-25 astro-ph
A Planetary Companion to the Nearby M4 Dwarf, Gliese 876
在利克天文台和凯克天文台对M4矮星Gliese 876进行的多普勒测量揭示了周期性的开普勒速度变化，周期为61天。轨道拟合意味着伴星的质量为M = 2.1 MJUP /sin i，轨道偏心率为e = 0.27+-0.03，半长轴为a = 0.21 AU。这颗行星是第一颗围绕M矮星发现的行星，是从利克天文台对24颗这样的恒星的调查中得出的。它是迄今为止发现的最接近太阳系外行星，为后续探测提供了机会。在距1/3太阳质量恒星0.2天文单位的非圆轨道上存在一颗巨行星，这对行星形成理论提出了挑战。在M矮星周围探测到的行星表明，银河系中有许多巨行星。
1998-07-29 astro-ph
An Adaptive Optics Survey for Companions to Stars with Extra-Solar Planets
我们已经进行了自适应光学（AO）成像调查太阳系外行星系统和恒星显示有趣的径向速度趋势，从高精度径向速度搜索。AO增加了图像的分辨率和动态范围，大大提高了微弱近伴星的可探测性。这一测量对亮度低于主序底部的物体敏感，距离接近1弧秒。我们已经发现了行星的恒星伙伴HD 114762和Tau Boo。我们还发现了一颗非行星恒星天鹅座16 A的伴星。
2001-03-02 astro-ph
High-resolution spectroscopic follow-up of OGLE planetary transit candidates in the Galactic bulge: two possible Jupiter-mass planets and two blends
我们报告了我们对2001年宣布的OGLE-III银河系中心方向巡天中的几颗候选太阳系外凌日行星进行光谱跟踪的结果（Udalski et al 2002 a，b）。所有这些物体都呈现出浅的和周期性的亮度下降，这可能是由于行星的同伴。我们的高分辨率Keck I/HIRES观测揭示了两个有趣的例子（OGLE-TR-10的周期为3.1天，OGLE-TR-58的周期为4.3天），它们显示在100- 200 m/s的水平上没有径向速度变化。如果有伴星环绕，它们的质量将与木星相似。根据现有的信息（包括光变曲线），我们不能排除这些候选者是来自同一视线内食双星的污染结果（“混合”）。我们还讨论了OGLE-TR-56的情况下，最近由Konacki等（2003）报道，有一个小行星大小的伴侣，基于我们的数据的早期分析，我们提出了支持信息。另外两个候选物OGLE-TR-3和OGLE-TR-33显示出明确的证据表明它们是混合物。
2003-06-25 astro-ph
High-Resolution Spectroscopy of the Transiting Planet Host Star TrES-1
我们报告的光谱测定恒星参数和化学丰度的过境行星TrES-1的母星。基于我们的Keck和HET光谱中的铁线的详细分析，我们推导出$T_\mathrm{eff} = 5250\pm 75$ K、$\log g = 4.6\pm 0.2$和[Fe/H] $= 0.00\pm 0.09$。通过测量\ion{Ca}{2}活性指标，并通过对Li丰度设置有用的上限，我们将TrES-1的年龄限制为$2.5\pm 1.5$ Gyr。通过比较恒星演化的理论模型和观测参数，得到了$M_\star = 0.89\pm 0.05$ $M_\odot$和$R_\star = 0.83\pm 0.05$ $R_\odot$ .我们改进的恒星参数的估计是利用在一个新的分析的过境测光的TrES-1推导出一个质量$M_p = 0.76\pm 0.05$ $M_\mathrm{J}$，半径$R_p = 1.04^{+0.08}_{-0.05}$ $R_\mathrm{J}$，和倾角$i = 89^\circ.5^{+0.5}_{-1.3}$。改进后的行星质量和半径估计值为对太阳系外受辐射巨行星演化和蒸发的理论模型进行新的关键检验提供了依据。
2004-10-20 astro-ph
Massive planet migration: Theoretical predictions and comparison with observations
我们量化的效用，大径向速度调查的约束理论模型的II型迁移和原行星盘物理。我们描述了一个理论模型的预期径向分布的太阳系外行星，结合分析描述的迁移与经验校准的磁盘模型。圆盘模型包括粘性演化和通过光蒸发的质量损失。将预测的分布与从Lick / Keck / AAT行星搜索计划中均匀选择的行星子样本进行比较，我们发现一个简单的模型，其中行星以均匀的速度在外盘中形成，根据标准的II型处方向内迁移，并在气体盘分散时搁浅，与行星的径向分布一致，轨道半径为0.1 AU < a < 2.5 AU，行星质量大于1.65木星质量。一些变体模型不受现有数据的青睐，但由于适用于统计分析的行星样本较少，其意义有限（约95%）。我们表明，有利的模型预测，行星的质量函数应该是几乎独立的轨道半径的距离，移民占主导地位的大规模行星人口。我们还研究了行星的径向分布如何取决于所采用的磁盘模型。我们发现，该分布不仅可以约束的磁盘粘度的幂律指数的变化，但也急剧跳跃的角动量传输的效率，可能会发生在小半径。
2007-07-25 astro-ph
The frequency of planets in multiple systems
双星中行星的出现频率是系外行星研究领域的一个重要问题，因为它与估计我们银河系的全球行星人口有关，并且它可以为我们理解行星形成和演化提供线索。然而，文献中只有初步估计数。我们分析并比较了行星在多个系统中的频率与行星绕单颗恒星运行的频率。我们还试图强调行星的频率和双星的轨道参数（如近星点和质量比）之间可能存在的联系。对Fischer & Valenti（2005）定义的具有均匀行星可探测性的样本恒星中的双星和多系统进行了文献检索，在样本的850颗恒星中有202颗是双星，允许对双星和单星中行星的频率进行统计比较，并研究作为双星分离函数的行星频率的运行。我们发现，样本双星中行星的全球频率与单个恒星中行星的频率没有统计学差异。即使保守地考虑到在我们的样本中可能的不完整的二进制检测，我们估计，在二进制的行星的频率可以不超过一个因素的三个低于单星的行星。行星的频率与双星的间隔没有显著的相关性，除了近距离双星的频率值较低。然而，这可能并不像解释在近距离双星中存在行星仅仅是由于行星形成后双星轨道改变的结果所要求的那么低。
2007-03-29 astro-ph
The N2K Consortium. II. A Transiting Hot Saturn Around HD 149026 With a Large Dense Core
Subaru和Keck的多普勒测量显示，V=8.15，G 0 IV恒星HD 149026的径向速度变化与土星质量行星在2.8766天轨道上的一致。费尔伯恩天文台的测光观测在预测的会合时间探测到了三个深度为0.003等的完整凌日事件。HD 149026现在是第二亮的恒星，有一颗凌日系外行星。根据恒星演化模型的插值，该恒星的质量为1.3 +/- 0.1太阳质量;结合多普勒振幅K=43.3 m s^-1，我们得出行星质量Msin（i）=0.36 Mjup，轨道半径为0.042 AU。HD 149026不具有色球活性，富含金属，光谱数据为[Fe/H]=+0.36，Teff=6147 K，log g=4.26，vsin（i）=6.0 km s^-1。基于Teff和2.72 Lsun的恒星光度，我们推导出1.45 Rsun的恒星半径。三次测光凌日的模型提供了85.3 +/- 1.0度的轨道倾角和0.725 +/- 0.05 Rjup的行星半径（包括恒星半径的不确定性）。这颗行星的质量和半径的模型表明存在一个由比氢和氦重的元素组成的~67 Mearth核心。这个巨大的行星核心很难通过引力不稳定性来构建。
2005-06-30 astro-ph
Chemical Composition of the Planet-Harboring Star TrES-1
我们提出了一个详细的化学丰度分析的母星凌日系外行星TrES-1。基于高分辨率Keck/HIRES和HET/HRS光谱，我们已经确定了16种元素（Na，Mg，Al，Si，Ca，Sc，Ti，V，Cr，Mn，Co，Ni，Cu，Zn，Y和Ba）相对于太阳的丰度。由此得到的$<[$ $X$ /H $]>$ $= -0.02\pm0.06$的平均丰度与基于铁的太阳金属丰度的初始估计值非常一致。我们比较了TrES-1的元素丰度与恒星和行星样本的元素丰度，寻找可能的化学丰度异常。TrES-1似乎没有任何可测量的化学特性。我们调查了TrES-1和其他恒星与行星的难熔元素的选择性吸积的可能迹象，并没有发现统计学上显着的趋势，金属丰度[ $X$ /H]与冷凝温度$T_c$。我们使用公布的丰度和运动学信息的样本的行星托管恒星（包括TrES-1）和几个统计指标，以提供一个更新的分类，他们的可能性属于薄盘或厚盘的银河系。TrES-1被认为是一个非常可能的成员薄磁盘人口。通过比较$α$元素丰度的行星主机和一个大的控制样本的场星，我们还发现，富含金属（[Fe/H] $\gtrsim 0.0$）与行星的恒星似乎是系统的不足[ $α$ /Fe]的$\approx 0.1$ dex相对于比较场星。这种特征的原因尚不清楚，但不能排除不同群体采用的分析程序存在系统性差异。
2005-12-20 astro-ph
