Shaped pupil design for the Gemini Planet Imager
双子座行星成像仪（Gemini Planet Imager，GPI）是为双子座南望远镜设计的一种仪器，用于在红外线下拍摄年轻的小行星。为了达到所需的高对比度，它采用了一个变迹的瞳孔Lyot日冕（APLC）来去除大部分的星光。目前的设计使用部分传输切趾器的瞳孔，我们研究使用的二进制切趾的形式，星形瞳孔，并提出了一种设计，可以实现可比的性能，以及一系列的设计准则，用于创建形状的瞳孔版本的APLC在其他系统。
2009-05-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Gemini Planet Imager: First Light
双子座行星成像仪（GPI）是一个专门用于直接成像和光谱表征太阳系外行星的设施。它结合了一个非常高阶的自适应光学系统，一个衍射抑制日冕，和一个积分场光谱仪具有低光谱分辨率，但高空间分辨率。GPI的每一个方面都经过了调整，以便对明亮恒星附近的微弱行星具有最大的灵敏度。在第一次光观测期间，我们获得了估计的H带Strehl比为0.89，并且在0.75弧秒处获得了$10^6$和在0.35弧秒处获得了$10^5$的5 σ对比度。对美如画β的观测清楚地发现了行星美如画β b，在一次60秒的曝光中，只有最少的后处理。在$434 \pm 6$毫角秒和位置角$211.8 \pm 0.5$度的间隔处观察到β Picaib。拟合开普勒轨道的β Pic b使用新的位置与以前的天体测量给出了一个因素的三个改善，在大多数参数比以前的解决方案。这颗行星的轨道半长轴为$9.0^{+0.8}_{-0.4}$ AU，与先前已知的6 AU小行星带的3：2共振，并与内部翘曲盘对齐。这些观测给出了2017年底行星过境的4%后验概率。
2014-03-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations VII: On-Sky Polarimetric Performance of the Gemini Planet Imager
我们目前的天空偏振观测与双子座行星成像仪（GPI）在直卡塞格伦焦点双子座南8米望远镜。观测偏振校准星，范围从几乎非偏振到强偏振，使望远镜和仪器偏振相结合的确定。我们发现斯托克斯$I$到仪器坐标系中的线偏振和圆偏振的转换是$I \rightarrow (Q_{\rm IP}, U_{\rm IP}, P_{\rm IP}, V_{\rm IP}) = (-0.037 \pm 0.010\%, +0.4338 \pm 0.0075\%, 0.4354 \pm 0.0075\%, -6.64 \pm 0.56\%)$。这种仪器偏振的精确测量使$\sim 0.1\%$能够绝对准确地测量线性偏振，这与GPI的高对比度一起，将使GPI能够以前所未有的细节探索来自星周盘的散射光，对一系列其他天体进行观测，甚至可能研究来自年轻系外行星的偏振热发射。对非偏振标准恒星的观测也让我们量化GPI的差分偏振测量模式对恒星PSF晕的抑制程度。我们表明，GPI偏振测量实现了取消非偏振星光的因素为100-200，达到光子噪声极限的灵敏度拱星散射光的所有，但最小的分离，仪器偏振校准目前设置的限制。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations II: Detector Performance and Calibration
双子座行星成像仪是一台新投入使用的设施仪器，旨在测量太阳附近年轻太阳系外行星的近红外光谱，并获得星周盘的成像偏振测量。GPI的科学仪器是一个积分场摄谱仪，它使用了带有SIDECAR ASIC读出系统的HAWAII-2 RG探测器。本文介绍了GPI数据简化管道执行的探测器表征和校准，以补偿包括坏/热/冷像素、持久性、非线性、振动引起的颤噪和相关读取噪声在内的影响。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Spectroscopy of the HR 8799 planets c and d
在双子座行星成像仪（GPI）的第一次光运行期间，我们获得了系外行星HR 8799 c和d的K波段光谱。光谱分析表明行星d可能比行星c更温暖。与最近的斑片状云模型和以前获得的多波长观测结果的比较证实，厚云加上云量的水平变化通常会重现行星的光谱能量分布。当结合3至4微米的光度数据点时，观测结果对两颗行星的大气甲烷含量提供了强有力的限制。这些数据还提供了进一步的证据，表明未来的建模工作必须包括云不透明度，可能包括云洞，不平衡化学和超太阳金属丰度。
2014-09-18 astro-ph.EP
Experimental Design for the Gemini Planet Imager
双子座行星成像仪（GPI）是为双子座天文台设计和建造的高性能自适应光学系统。GPI针对高对比度成像进行了优化，结合了精确和准确的波前控制，衍射抑制以及具有积分场和偏振测量功能的散斑抑制科学相机。GPI的主要科学目标是直接探测和表征年轻的木星质量系外行星。对于气体巨星性质在大半长轴上分布的合理假设，GPI将能够探测到超过10%的质量大于0.5 M_J的气体巨星，这些气体巨星的年龄小于1亿年，距离小于75秒差距。对于小于1 Gyr的系统，探测到质量大于8 M_J，半长轴大于15 AU的气体巨星，完整性大于50%。一项针对太阳附近年轻恒星的调查将有助于确定气体巨行星的形成机制，方法是在行星亮度取决于形成机制的年龄进行研究。这样的调查也将对半长轴上的行星敏感，这些行星可以与我们太阳系中的气体巨星相媲美。在简单和理想化的情况下，行星是由Burrows等人（2003）的“热启动”模型或Marley等人（2007）的核心吸积模型形成的，几十颗探测到的行星就足以区分行星是如何形成的。
2011-03-31 astro-ph.EP
Characterization of the Atmospheric Dispersion Corrector of the Gemini Planet Imager
大气色散校正器（ADC）使用双棱镜布置来抵消由大气在非零天顶距处引入的垂直色散。安装在双子座行星成像仪（GPI）上的ADC于2012年8月首次进行测试，当时仪器还在实验室中。GPI于2013年8月安装在双子座南望远镜上，并于当年11月11日晚些时候首次出现。在本文中，我们给出了一个概述的特点和性能的ADC单元在实验室和天空，以及其控制软件的结构。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
The PDS 66 Circumstellar Disk as seen in Polarized Light with the Gemini Planet Imager
我们目前的H和K波段成像偏振PDS 66拱星盘期间获得的双子座行星成像仪（GPI）的调试。偏振图像显示，在H波段的0.12“内工作角（IWA）内清晰地探测到了盘，几乎是以前用NICMOS和STIS进行的HST观测（0.35”有效IWA）的3倍。中心对称的偏振矢量证实了明亮的内盘检测是由于星周散射光。一个更加弥散的圆盘延伸到一个明亮的外环，中心位于80 AU。我们讨论了几个物理机制能够产生所观察到的环+间隙结构。GPI数据证实了增强散射的东侧的磁盘，这是推断更接近我们。我们还检测到一个横向不对称的南部可能是由于阴影内的工作角内的材料。这可能对应于在HST/STIS冠状成像中观察到的随时间变化的方位角不对称性。
2016-01-27 astro-ph.EP
Point Source Polarimetry with the Gemini Planet Imager: Sensitivity Characterization with T5.5 Dwarf Companion HD 19467 B
探测来自自发光系外行星的偏振光有可能提供有关旋转、表面重力、云颗粒大小和云覆盖范围的关键信息。虽然带有偏振辐射的褐矮星很常见，但在偏振光中还没有发现系外行星或亚恒星伴星。随着高对比度成像分光偏振仪（如GPI和SPHERE）的出现，现在可以通过仔细处理仪器偏振来进行这种检测。在本文中，我们提出了28分钟的$H$波段GPI偏振观测的基准T5.5同伴HD 19467 B。我们没有检测到来自目标的偏振信号，并且对$p_{\text{CL}99.73\%} \leq 2.4\%$的线性偏振度设置上限。我们讨论我们的结果的背景下，T矮云模型和光度变化。
2016-01-06 astro-ph.EP
Gemini Planet Imager Observational Calibrations III: Empirical Measurement Methods and Applications of High-Resolution Microlens PSFs
新投入使用的双子座行星成像仪（GPI）结合了极端的自适应光学、先进的日冕仪、精确的波前控制和基于小透镜的积分场光谱仪（IFS），可以测量0.9-2.5微米之间的年轻太阳系外巨行星的光谱。每个GPI探测器图像，当在光谱模型中时，由约37，000个微光谱组成，这些微光谱在空间方向上被欠采样或临界采样。本文介绍了如何获得高分辨率的微透镜PSF，并讨论了它们在增强波长校准，弯曲补偿和光谱提取中的用途。这种方法通常适用于任何基于小透镜的积分场摄谱仪，包括拟议的未来仪器概念的空间任务。
2014-07-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager One Button Approach
双子座行星成像仪（GPI）是一个“极端”的自适应光学日冕系统，现在在智利的双子座南望远镜上。该文书由三个不同的系统组成，这些系统在历史上一直是独立的文书。这些系统是极端的自适应光学系统，具有可变形反射镜，包括高阶64 x64元件MEMS系统;科学仪器，这是一个近红外积分场光谱仪;和校准系统，一个精密的红外波前传感器，也拥有关键的日冕组件。每个系统协调需要精确计时的行动。天文台负责启动这些操作，并且通常在独立系统之间异步完成。尽管如此复杂，我们还是努力提供一个尽可能接近一键方法的界面。本文将介绍这些系统的内部和外部通过观测站的顺序。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Clarifying the Status of HD 100546 as Observed by the Gemini Planet Imager
HD 100546是一颗年轻的早型恒星，也是研究气体巨行星形成的重点实验室。2015年拍摄的GPI数据由Currie等人（2015）报告，恢复了先前确定的原行星候选者HD 100546 b，并确定了第二个发射源在~13- 14 au：要么是盘热点，要么是第二个原行星候选者（HD 100546“c”）。在这篇简短的研究报告中，我们通过使用不同的PSF减法（KLIP而不是A-LOCI）重新减少我们的原始数据，重新减少最近公开的GPI Campaign Team（GPIES）数据，并比较两个数据集的质量，更新了双子座行星成像仪观测到的HD 100546的状态。我们的结果支持Currie et al.（2015）的原始发现。
2017-12-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
First Scattered-Light Image of the Debris Disk around HD 131835 with the Gemini Planet Imager
我们提出了第一个散射光图像的碎片盘周围的HD 131835在$H$波段使用双子座行星成像仪。HD 131835是一颗$\sim$ 1500万年前的A2 IV星，距离$\sim$ 120秒差距，位于天球-半人马座OB星协。我们只在偏振光中检测圆盘，并对峰值总强度设置上限。没有发现类似系外行星的点源。与其中红外热发射相比，散射光下的盘显示出相似的取向，但不同的形态。散射光盘在盘平面中从$\sim$ 75 AU延伸到$\sim$ 210 AU，具有大致平坦的表面密度。我们的蒙特卡罗辐射转移模型可以很好地描述由硅酸盐和无定形碳的混合物组成的模型盘的观测。除了由于较强的前向散射而导致的明显亮度不对称外，我们还发现了沿长轴的弱亮度不对称，在3-σ水平上，东北侧比西南侧亮1.3倍。
2015-11-20 astro-ph.EP
Automated Alignment and On-Sky Performance of the Gemini Planet Imager Coronagraph
双子座行星成像仪（GPI）是下一代设施仪器，目前正在双子座南天文台投入使用。GPI结合了一个极端的自适应光学系统和积分场摄谱仪（IFS）与变迹光瞳Lyot日冕仪（APLC），产生了前所未有的直接成像和光谱表征太阳系外行星的能力。GPI的$10^{-7}$对比度的操作目标要求日冕仪的各种元件（两个光瞳掩模和一个焦平面掩模）之间非常精确的对准，并对整个仪器的光束路径进行主动控制。在这里，我们描述了用于自动对齐GPI并在整个科学观察过程中保持对齐的技术。我们讨论的特殊挑战，保持精确的对齐卡塞格伦安装的仪器和策略，我们已经开发，使GPI实现高对比度，即使在恶劣的条件下看到。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Constraints on the architecture of the HD 95086 planetary system with the Gemini Planet Imager
我们提出了2013年至2016年期间使用双子座行星成像仪获得的年轻系外行星HD 95086 b的天体测量监测。一个小的，但显着的位置角的变化被检测到在恒定的分离，轨道运动与文献测量确认。有效的蒙特卡罗技术对HD 95086 b的轨道参数进行了初步的限制。在68%的置信度下，半长轴为61.7^{+20.7}_{-8.4} au，倾角为153.0^{+9.7}_{-13.5} °，偏心率小于0.21。在共面行星盘系统假设下，HD 95086 b的近星点在68%置信度下超过51 au。因此，HD 95086 b无法雕刻从HD 95086 SED中测得的红外过量推断出的整个间隙。我们使用我们的敏感性，以额外的行星，讨论在文献中提出的具体方案，以解释碎片带的几何形状。我们认为，无论是两个行星的适度偏心轨道或三到四个行星的质量和轨道特性不均匀是可能的。在这项研究中提出的观测范围内的额外的行星同伴的敏感性，可以用来帮助进一步限制未来的动力学模拟的行星盘系统。
2016-04-18 astro-ph.EP
The Peculiar Debris Disk of HD 111520 as Resolved by the Gemini Planet Imager
使用双子座行星成像仪（GPI），我们已经解决了拱星碎片盘周围的HD 111520在一个投影范围为30-100 AU的总和偏振$H$带强度。椎间盘边缘朝上，位置角约为$^{\circ}$ 165 °，沿发射棘。一个轻微的倾斜或不对称的翘曲是协变的，并改变了所观察到的磁盘发射的解释。我们采用3点扩散函数（PSF）减法，以减少恒星眩光和仪器的文物，以确认有一个大约2：1的亮度不对称之间的西北和东南扩展。这一特殊的特征使得HD 111520成为在类似的高倾斜系统（如HD 15115和HD 106906）中通过散射光观察到的不对称碎片盘的最极端例子。我们进一步确定了一个试探性的局部亮度增强和规模的高度增强与磁盘在约40天文单位远离恒星的东南扩展。我们还发现，从0.5”到0.8”，从10%到40%的分数极化上升的恒星。大的亮度不对称性和对称的偏振分数的组合使我们相信，一个方位角的尘埃密度的变化是造成所观察到的不对称性。
2016-05-09 astro-ph.EP
Integral Field Spectroscopy of the Low-Mass Companion HD984B with the Gemini Planet Imager
我们提出了新的观测低质量的同伴HD 984采取的双子座行星成像仪作为双子座行星成像仪系外行星调查活动的一部分。在J（1.12- 1.3微米）和H（1.50- 1.80微米）波段获得了HD 984 B的图象。结合2012年和2014年的档案时代，我们将第一个轨道拟合到伴星，找到一个18 AU（70年）的轨道，置信区间在14到28 AU之间，离心率为0.18，置信区间在0.05到0.47之间，倾斜度为119度，置信区间为68%，介于114度和125度之间。为了解决这两个频谱中相当大的频谱协方差，我们提出了一种将频谱分成低频和高频的方法，以分析在不同空间频率下的频谱结构，并具有适当的频谱噪声相关性。利用分裂光谱，我们与已知的利用场褐矮星和低质量恒星光谱的光谱型进行了比较，发现场重力M6.5+/-1.5光谱型与相应的温度为2730+120 K的最佳匹配。伴星的光度测量结果为log（L_bol/L_sun）= -2.88+/-0.07 dex，使用DUSTY模型。同样来自DUSTY模型的质量估计发现，年龄相关的质量为34+/-1至95+/-4 M_Jup。这些结果与以前对该物体的测量结果一致。
2017-03-07 astro-ph.EP
Gemini Planet Imager Observations of a Resolved Low-Inclination Debris Disk Around HD 156623
基于 GPI H 波段偏振探测分析 HD 156623 独特碎屑盘形态，结合辐射传输与热模型约束其内半径，发现气体阻力可能使亚吹出尺寸尘埃颗粒保留在近星区域。
2024-07-22 astro-ph.EP
$β$ Pictoris' inner disk in polarized light and new orbital parameters for $β$ Pictoris b
我们目前的$H$波段观测$β$ Pic与双子座行星成像仪（GPI的）偏振模式，揭示碎片盘之间的~0.3”（~6 AU）和~1.7”（~33 AU），同时检测$β$ Pic $b$。偏振盘图像与结合Henyey-Greenstein散射相函数的尘埃密度模型相拟合。最佳拟合模型表明，一个磁盘倾斜的视线（$ϕ=85.27°^{+0.26}_{-0.19}$）的位置角$θ_{PA}=30.35°^{+0.29}_{-0.28}$（从主外盘，$θ_{PA}\approx29°$略有偏移），从内部磁盘半径$23.6^{+0.9}_{-0.6}$ AU延伸到GPI的视野之外。此外，我们提出了一个更新的轨道$β$ PIC $b$的基础上采取的新的天体测量GPI的光谱模式跨越14个月。该行星的半长轴为$a=9.2^{+1.5}_{-0.4}$ AU，偏心率为$e\leq 0.26$。升交点的位置角是$Ω=31.75°\pm0.15$，从GPI图像中看到的外部主盘和内部盘偏移。轨道拟合将$β$ Pic的恒星质量限制为$1.60\pm0.05 M_{\odot}$。$β$ Pic $b$的动力学雕刻不能很容易地解释推断出的盘性质的以下三个方面：1）如果由$β$ Pic b引起，则模拟的盘的内半径比预期的更远; 2）内盘和$β$ Pic $b$的相互倾斜是$4°$，当它被预期为更接近于零时;以及3）盘的纵…
2015-08-19 astro-ph.EP
Gemini Planet Imager Observational Calibrations IX: Least-Squares Inversion Flux Extraction
Gemini Planet Imager（GPI）是一种仪器，设计用于使用高对比度自适应光学和基于小透镜的积分场摄谱仪直接对0.9至2.5微米（$YJHK$红外波段）的行星和星周盘成像。我们开发了一种基于最小二乘法的提取算法，同时解开光谱和系统噪声的贡献。我们利用两种方法来调整GPI光学器件的弯曲效应，其移动入射到检测器上的光的位置。第一种方法是重复提取以实现最小残差，第二种方法是在迭代提取步骤中将检测器图像与模型图像互相关以确定偏移。到目前为止，该过程通过减少莫尔图案对立方体提取进行了明确的质量改进。与之前的像素精度相比，还改进了用于查找挠曲偏移的自动例程，其对于$\sim0.5$像素精度是可靠的。在实施到GPI管道之前，将进行进一步的测试和优化。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations IV: Wavelength Calibration and Flexure Correction for the Integral Field Spectrograph
我们提出了基于小透镜的积分场光谱仪（IFS），作为双子座行星成像仪（GPI）的科学仪器的波长校准。GPI IFS具有2.7”x 2.7”的视场和190 x 190的小透镜阵列（14.3质量/小透镜），工作在$Y$、$J$、$H$和$K$波段，光谱分辨率范围为$R$ $\sim$ 35至78。由于整个视场的变化，为每个小透镜确定唯一的波长解决方案，其特征在于二维位置、光谱色散和光谱相对于检测器轴的旋转。四个自由参数拟合使用约束Levenberg-Marquardt最小二乘最小化算法，其将单个小透镜的弧光灯光谱与模拟的弧光灯光谱进行比较。这种方法能够使用Gemini的设施校准灯单元GCAL在GPI IFS探测器上测量优于1/10像素的光谱位置，与早期方法相比提高了光谱提取精度。使用这样的波长校准，我们已经测量了如何改变天顶距光谱仪的内部弯曲移动检测器上的光谱。我们描述的方法来补偿这些变化时，组装数据立方体从使用GPI的天空观测。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Physical and orbital properties of Beta Pictoris b
中质量恒星美如画座β被一个结构化的边缘碎片盘所包围，在其中发现了一颗气体巨行星，其轨道在8-10 AU。Beta Pic b的物理性质以前是从0.9-4.8微米的宽波段和窄波段光度法推断出来的。我们使用双子座行星成像仪（GPI）的调试数据来获得新的天体测量和低分辨率（R=35-39）的J波段（1.12-1.35微米）光谱。我们发现这颗行星已经通过了正交线。我们将其半长轴限制为$\leq$ 10 AU（90%概率）。在8.9 ± 0.4- 0.6AU处有峰。行星天体测量和最近的恒星径向速度测量的联合拟合产生了行星的动力学质量$\leq$ 20 MJup（大于96%概率）。β Pic b的光谱与年轻的L1-1.5+1矮星相似。我们使用光谱型估计来修正行星光度为log（L/Lsun）=-3.90+-0.07。在Teff=1650 ± 150 K和log g小于4.7dex的条件下，用PHOENIX和LESIA的12个网格的大气模式再现了0.9-4.8微米的光度和光谱。如果我们采用最新的系统年龄估计（21+-4Myr），则只有初始熵Si大于10.5kB/重子的热启动和热启动径迹才能再现β Pic b的热光度和动力学质量的约束。这样的初始条件可能是由于低效率的吸积激波和/或形成时的星子密度高于经典的核心吸积模型。考虑到系统的年龄较小或Beta Pic b的保守形成时间不会改变这些结论。
2014-07-15 astro-ph.EP
Peering into the Giant Planet Forming Region of the TW Hydrae Disk with the Gemini Planet Imager
我们目前的双子座行星成像仪（GPI）的自适应光学近红外图像的巨大行星形成区域的原行星盘轨道附近（D = 54 pc），前主序星（经典金牛座T）TW长蛇座。GPI图像，这是在日冕/偏振模式下获得的，利用星光散射小尘埃颗粒，以阐明TW Hya盘的表面密度结构，从80 AU到10 AU的恒星在1.5 AU的分辨率。GPI偏振强度图像明确地证实了内部盘的径向表面亮度分布中存在间隙。这个缺口的中心在23 AU附近，宽度为5 AU，深度为50%。在最近对围绕前主序星运行的气态尘埃盘中巨型行星形成的模拟中，这些结果表明，在TW Hya盘中，至少可能存在一颗质量为0.2 MJ的年轻行星，其轨道半长轴与天王星相似。如果这颗（原）行星正在积极地从盘中吸积气体，它可能很容易被GPI或类似敏感的高分辨率红外成像系统检测到。
2015-12-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gemini Planet Imager Observations of the AU Microscopii Debris Disk: Asymmetries within One Arcsecond
我们提出双子座行星成像仪（GPI）的天文台Microscopii，一个年轻的M矮星的边缘，尘埃碎片盘的意见。在GPI调试期间获得了积分场光谱和宽带成像偏振测量。在我们的宽带成像偏振观测中，我们只在总强度中检测到盘，并发现东南和西北侧之间盘的形态不对称。星盘的东南侧在1 $''$（10 AU投影间距）处显示出一个隆起，其垂直延伸程度是西北侧的三倍，峰值表面亮度比西北侧的三倍更暗。这部分的磁盘也是垂直偏移69 $\pm$ 30 mas的东北方向1 $''$相比，建立磁盘中平面和一致的ALMA和哈勃太空望远镜/STIS观测。我们看到暗示，东南隆起可能是检测到主磁盘上方的水平长条特征的结果，该特征可能是磁盘背面。或者，当包括西北侧的形态时，其中盘中平面在0 $.''$ 4和1 $.''$ 2之间在相反方向上偏移$\sim$ 50 mas，不对称性表明翘曲状特征。使用我们的积分场光谱数据来搜索行星，我们在4 AU处完成了$\sim$ 4 $M_\mathrm{Jup}$行星的50%。我们检测到一个源，解决只沿磁盘平面，这可能是一个候选人的行星质量的同伴或在磁盘中的一个紧凑的团块。
2015-08-19 astro-ph.EP
Astrometric Confirmation and Preliminary Orbital Parameters of the Young Exoplanet 51 Eridani b with the Gemini Planet Imager
我们提出了新的双子座行星成像仪对年轻系外行星51波江座b的观测，这提供了进一步的证据，表明该伴星与51波江座有物理联系。结合这一新的天体测量与文献中报道的，我们显着降低后验概率，51波江座b是一个未绑定的前景或背景T-矮星的机会与51波江座$2\times10^{-7}$，一个数量级低于以前报道的对齐。如果波江座51 b确实是一个束缚天体，那么我们就探测到了它在发现纪元和最近纪元之间的轨道运动。通过实施一个计算效率高的蒙特卡罗技术，初步的约束条件放置在系统的轨道参数。目前的天体测量结果表明，轨道半长轴为$14^{+7}_{-3}$ AU，对应于$41^{+35}_{-12}$年的周期（假设中心恒星的质量为$1.75$ $M_{\odot}$），倾角为$138^{+15}_{-13}$ deg。其余的轨道要素仅在很小程度上受到当前测量的限制。这些初步的数值显示，它的轨道与M型矮星双星GJ 3305的轨道倾角不同，后者是波江座51的一个广泛的伴星。
2015-11-11 astro-ph.EP
Gemini Planet imager Observational Calibrations X: Non-Redundant Masking on GPI
Gemini Planet Imager（GPI）Extreme自适应光学Coronograph包含干涉模式：在其光瞳轮中的10孔非冗余掩模（NRM）。GPI在$Y, J, H$和$K$波段工作，使用积分场单元摄谱仪（IFS）获得每个图像像素的光谱数据。GPI上的NRM能够在中等对比度下以半分辨率元件内部工作角成像，探测日冕斑点后面的区域。NRM PSF的精细功能可以提供对板刻度的可靠检查，同时还可以作为光谱标准校准器的衰减器，否则会使整个瞳孔饱和。NRM调试数据提供关于光学器件中的波前误差以及自适应光学控制的操作的细节，而无需来自校准系统的指向控制。我们比较实验室和天空的结果，以评估系统的仪器性能，并检查在连续曝光的稳定性数据。我们讨论了早期的天空性能，比较图像集成和测试与第一个天空图像，并演示解决一个已知的二进制。我们讨论了自然资源管理的现状和对未来科学的启示。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Discovery and spectroscopy of the young Jovian planet 51 Eri b with the Gemini Planet Imager
直接探测年轻太阳系外行星的热辐射可以测量其大气成分和光度，这受到其形成机制的影响。使用双子座行星成像仪，我们发现了一颗行星，它以13个天文单位的距离绕着2000万年前的恒星波江座51运行。近红外观测显示出甲烷和水蒸气吸收强烈的光谱。光谱和光度学的模型产生的亮度L/LS=1.6-4.0 × 10-6和有效温度为600-750 K。对于这个年龄和光度，“热启动”形成模型表明质量是木星的两倍。这颗行星也有一个足够低的光度，以符合可能形成木星的“冷启动”核心吸积过程。
2015-10-09 astro-ph.EP
Spectroscopic characterization of HD 95086 b with the Gemini Planet Imager
我们提出了新的$H$（1.5-1.8 $μ$ m）光度和$K_1$（1.9-2.2 $μ$ m）光谱观测的年轻系外行星HD 95086 b的双子座行星成像仪。相对于以前的测量，$H$波段的幅度有了显著的改善，而低分辨率$K_1$（$λ/δλ\approx 66$）光谱在测量不确定性范围内没有特征，并呈现出与多云大气一致的单调增加的伪连续谱。通过将这些新的测量与文献$L^{\prime}$光度学相结合，我们比较了行星的光谱能量分布，其他年轻的行星质量的同伴，外地褐矮星，并预测模型大气的网格。HD 95086 b在$K_1-L^{\prime}$颜色上比2 MASS J12073346-3932539 b和HR 8799 c和d红一个星等以上，尽管它们有相似的$L^{\prime}$星等。仅考虑近红外测量，HD 95086 b与棕矮星2 MASS J2244316+204343和2 MASS J21481633+4003594最相似，这两颗行星都被认为有尘埃大气。从形态学上看，HD 95086 b的光谱能量分布与低温（$T_{\rm eff} =$ 800-1300 K）、模拟光球尘埃含量高的模式的低表面重力谱最吻合。这个有效温度范围与L/T转换天体一致，但HD 95086 b的光谱型在早期L和晚期T之间的限制很差，因为它在色星等图上的位置不寻常，这表明光谱型年轻，低表面重力亚恒星天体…
2016-04-05 astro-ph.EP
Gemini Planet Imager Observational Calibrations VIII: Characterization and Role of Satellite Spots
双子座行星成像仪（GPI）结合了极端的自适应光学，积分场摄谱仪和高性能日冕仪，以直接在近红外成像太阳系外行星。由于日冕物质阻挡了大部分来自恒星的光线，因此无法直接测量宿主恒星的性质。取而代之的是，由光瞳平面中的正方形网格衍射产生的卫星斑点可以用来定位恒星并提取其光谱。我们描述的技术实施到GPI数据简化管道测量的卫星斑点的属性，并讨论了重建的天体测量和光度计的掩星的精度。我们发现在$H$波段数据立方体中卫星点的天体测量精度为$0.05$像素，并且当单个卫星点具有$> 20$的信噪比（SNR）时是最好的。在卫星斑分光光度法中，我们发现卫星斑的总通量对$\sim 7\%$是稳定的，并与中心恒星亮度成线性比例，卫星斑光谱的形状在$2\%$水平上变化。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini-LIGHTS: Herbig Ae/Be and massive T-Tauri protoplanetary disks imaged with Gemini Planet Imager
我们提出了完整的原行星盘的样本，从双子座-大型成像与GPI赫比格/T-tauri调查（双子座-LIGHTS），观察明亮的赫比格Ae/Be星和T-Tauri星在近红外偏振光寻找磁盘演化和正在进行的行星形成的签名。这44个目标是根据它们的近红外和中红外颜色选择的，过渡、过渡前和完整的圆盘数量大致相等。我们的方法明确地不赞成众所周知的，“著名的”磁盘或ALMA观察到的，导致偏差较小的样本适合探测行星形成期间磁盘演化的主要阶段。我们优化的数据减少允许偏振通量低至0.002%的恒星光被检测到，我们报告偏振散射光约80%的目标。我们为47%的目标探测到了点状伴星，包括3颗褐矮星（2颗已确认，1颗新发现），以及一颗新的超级木星质量候选者。我们搜索了偏振通量和系统参数之间的相关性，发现了一些明显的趋势：伴星的存在大大降低了偏振通量水平，远红外过量与非二元系统的偏振通量相关，并且具有环形结构的盘的系统具有恒星质量$<$ 3 Msun。我们的样本还包括四个热的，充满灰尘的“FS CMa”系统，我们在每个系统周围检测到大规模（$>100$ au）散射光，这些神秘系统极端年轻的迹象。科学就绪图像通过多个分发渠道公开提供，使用与VLT/SPHERE团队成员联合开发的新FITS文件标准。
2022-06-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Direct Imaging of the HD 35841 Debris Disk: A Polarized Dust Ring from Gemini Planet Imager and an Outer Halo from HST/STIS
我们提出了新的高分辨率图像的光散射尘埃环和光环周围的年轻恒星HD 35841。利用双子座行星成像仪H波段（1.6微米）的光谱和偏振数据，我们首次探测到高度倾斜（i=85度）的碎片环，预计分离度为~12 au（~0.12”）。来自HST/STIS的光学图像显示了一个平滑的尘埃晕，从环向外延伸到>140 au（>1.4”）。我们测量的环的散射相函数和偏振分数的散射角为22-125度，示出了前向散射的偏好和偏振分数的峰值在〜 30%附近的袢。对散射光圆盘的模拟表明，该环的半径约为60-220 au，垂直厚度与其他已分辨的尘埃环相似，并且包含直径小至1.5微米的颗粒。这些模型还表明，这些颗粒的孔隙率很低，更可能由碳而不是星状硅酸盐组成，并且含有大量的水冰。光环的表面亮度轮廓与主环辐射压力推到高偏心但仍受约束的轨道上的颗粒的预期一致。我们还简要地调查我们的光谱能量分布模型所暗示的一个可能的内部磁盘组件的安排，并推测Mie理论的局限性做详细的分析碎片磁盘尘埃人口。
2018-06-07 astro-ph.EP
Characterization of lemniscate atmospheric aberrations in Gemini Planet Imager data
为了研究大气视宁度对自适应光学成像系统的影响，建立了一个模拟大气视宁度影响的半解析框架。仿真结果表明，由于伺服滞后引起的孔径补偿相位误差具有与风传播方向正交的优先方向，当傅立叶变换到像平面上时，沿风向呈现其特征双纽线形状。我们开发了一个度量，以量化的分数标准偏差的影响，这种像差在一个环中心周围的PSF，并使用望远镜指向相关的大气模型，NOAA GFS的数据与这种效果。我们的结果表明，高度为100-200 hPa（相当于海拔10-15 km）的急流与强蝴蝶高度相关（13.2 $σ$），而地面风和其他层或多或少不相关。
2018-07-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations VI: Photometric and Spectroscopic Calibration for the Integral Field Spectrograph
双子座行星成像仪（GPI）是双子座天文台的一种新设备，旨在直接探测和表征太阳附近恒星周围的行星和碎片盘。除了其极端的自适应光学和电晕图形系统，使访问高角分辨率和高对比度成像能力，GPI包含一个积分场摄谱仪提供低分辨率光谱在五个波段之间的0.95和2.5 $μ$ m。本文介绍了GPI科学数据的分光光度校准所需的处理步骤和必要的校准文件。基于白矮星HD 8049 B的定标观测，我们估计GPI观测光谱的系统误差小于5%。在日冕GPI观测中，被遮蔽的恒星和基准卫星点的通量比，需要估计目标和任何分辨出的伴星之间的星等差，在$H$波段中测量，在实验室测量中为$Δm = 9.23\pm0.06$，在天空观测中为$Δm = 9.39\pm 0.11$。还提供了$Y$、$J$、$K1$和$K2$过滤器的实验室测量结果。还在每个光度通带测量了GPI、双子座南和地球大气的总通量，在非日冕模式下，$H$ -波段的典型通量为18%，在可获得观测的六个月期间观察到一些变化。我们还报告正在进行的开发和改进的数据立方体提取算法。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Uniform Analysis of Debris Disks with the Gemini Planet Imager I: An Empirical Search for Perturbations from Planetary Companions in Polarized Light Images
基于GPI在偏振光下对24个碎屑盘的观测数据，本文统一分析了碎屑盘形态以寻找行星扰动迹象，发现19个盘存在非对称性，并揭示了盘特性与恒星温度间的显著相关性。
2023-11-24 astro-ph.EP
Analyzing the Atmospheric Dispersion Correction of the Gemini Planet Imager: residual dispersion above design requirements
本研究分析双子星行星成像仪大气色散校正器残余色散超标的原因，发现模型低估湿度影响、H波段欠校正及J波段棱镜取向偏差导致问题，并提出更准确的空气折射率近似公式以提升系外行星探测能力。
2024-04-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini Planet Imager Observational Calibrations I: Overview of the GPI Data Reduction Pipeline
双子座行星成像仪（GPI）的科学仪器是红外积分场摄谱仪/偏振仪（IFS）。积分场光谱仪在科学上是强大的，但需要复杂的数据处理系统。为了使GPI实现其系外行星和盘表征的科学目标，IFS数据必须通过广泛的双子座社区使用的灵活软件，在光谱和偏振模式下重建成高质量的天体测量和光度测量准确的数据管。GPI仪器团队为满足这些需求而开发的数据简化管道在GPI调试后现已公开可用。本文是系列文章的第一篇，提供了GPI数据简化的广泛概述，总结了关键步骤，并介绍了整体软件框架和实现。随后的论文更详细地描述了校准GPI数据所需的算法。GPI数据简化管道是开源的，可从planetimager.org获得，并将在仪器的整个生命周期中继续增强。它实现了一套广泛的任务基元，可以将其组装成还原配方，以生成可用于科学分析的校准数据集。支持角度、光谱和偏振差分成像。图形化工具可自动生成和编辑配方，集成的校准数据库可管理参考文件，为高对比度成像定制的交互式数据查看器可用于探索和操作数据。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini and Apache Point Multi-band Optical Imaging Characterization of Fragmenting Long-period Comet C/2025 K1 (ATLAS)
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Eureka Scientific（尤里卡科学公司）；Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；European Space Agency（欧洲空间局）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
本研究通过双子座望远镜与阿帕奇点天文台的多波段光学成像，识别出彗星C/2025 K1的4个碎片，测定其色指数异常，并计算出碎片A、C的毫米级尘埃质量损失率约为50 kg/s。
2026-11-05 astro-ph.EP
Polarized Light Imaging of the HD 142527 Transition Disk with the Gemini Planet Imager: Dust around the Close-in Companion
当巨行星形成时，它们通过吸积气体和尘埃而成长。HD 142527是一颗年轻的恒星，它提供了这一过程的放大视图。它有一个广泛的，不对称的气体和尘埃环超过\about 100 AU和一个广泛的内部差距。在这个间隙中，一个低质量的伴星围绕主星运行，距离只有\about 12天文单位，主星和次级恒星都在吸积气体。为了直接探测这种吸积气体的尘埃对应物，我们用双子座行星成像仪在$Y$波段（0.95-1.14 \microns）的偏振光下观测了HD 142527。我们清楚地检测到伴星的总强度，并表明它的位置和测光一般与预期值一致。我们还检测到一个点源偏振光，可能是空间分离的\about几个AU的总强度的同伴的位置。这表明尘埃很可能落在伴星上或围绕伴星运行。考虑到来自这颗尘埃的散射光可能对先前报道的伴星测光有贡献，目前的质量极限应该只被视为上限。如果伴星附近的尘埃最终被证实是空间分离的，这个系统将类似于LkCa 15周围过渡盘间隙内的年轻行星系统的放大版本。
2014-07-25 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Polarized disk emission from Herbig Ae/Be stars observed using Gemini Planet Imager: HD 144432, HD 150193, HD 163296, and HD 169142
为了寻找正在进行的行星形成在年轻的磁盘的迹象，我们进行了第一次J波段偏振发射成像的赫比格Ae/Be星HD 150193，HD 163296，HD 169142使用双子座行星成像仪（GPI），随着新的H波段观测HD 144432。我们证实了复杂的“双环”结构的近面对系统HD 169142首次看到在H波段，发现外环是实质上红比内的偏振强度。使用辐射转移建模，我们开发了一个物理模型，解释了全光谱能量分布（SED）和J-和H-波段表面亮度剖面，这表明两个环的差分颜色可能来自于穿过内壁的变红星光，可能不需要晶粒特性的差异。此外，我们清楚地检测到HD 163296（MWC 275）中的一个细长的偏心环，将散射表面定位在中平面上方18 AU处，径向距离为77 AU，与ALMA在1.3 mm处看到的一个环同空间，该环与CO雪线相连。最后，我们报告了HD 150193（MWC 863）散射光的微弱探测和HD 144432的未探测;这些目标的恒星伴星可能破坏了主星外盘的物质。对于HD 163296和HD 169142，我们探测到的突出外环可能是外盘中巨型行星形成的证据，或者是可能与雪线化学有关的大规模尘埃生长过程的表现。
2017-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gemini Planet Imager Observational Calibrations V: Astrometry and Distortion
我们提出的双子座行星成像仪（GPI）的实验室和天空天体测量特性的结果。该表征包括积分场光谱仪（IFS）的像素尺度的测量、探测器相对于北的位置以及光学失真。这三个量中的两个（像素尺度和失真）是在实验室中使用两个透明的斑点网格测量的，一个是正方形图案，另一个是随机图案。利用GPI自适应光学系统中的人造星单元（ASU）的微小运动，估算了实验室中的像素尺度。在天空中，像素尺度和北角是使用许多已知的二元或多元系统和太阳系物体来确定的，其中一个子样本在凯克天文台进行了同步测量。我们目前对GPI像素尺度的估计是14.14 $\pm$ 0.01毫秒/像素，北向角是-1.00 $\pm$ 0.03 $°$。失真被示出为是小的，在视场上具有0.26像素的平均位置残差，并且使用5阶多项式进行校正。我们还介绍了GPI系外行星巡天（GPIES）的蒙特卡罗模拟结果，假设GPI达到~1毫角秒的相对天体测量精度。我们发现，有了这样的精度，我们将能够限制所有探测到的行星的偏心率，并可能确定广泛分离的木星的基本偏心率分布。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Near-Infrared Detection and Characterization of the Exoplanet HD 95086 b with the Gemini Planet Imager
HD 95086是一颗中等质量的恒星。VLT/NaCo $3.8 μm$观测显示，它在$\simeq 56$ AU拥有一个$5\pm2 \mathrm{M}_{Jup}$伴星（HD 95086 b）。在1.66和2.18 $μm$的后续观测得到了零检测，表明该行星的颜色非常红，需要更深的直接成像数据。在这封信中，我们报告的H-（$1.7 μm$）和$\mathrm{K}_1$ -（$2.05 μm$）波段探测的HD 95086 b的双子座行星成像仪（GPI）调试观测所采取的GPI团队。行星的位置在两个光谱通道是一致的NaCo测量，我们确认它是共动。我们的光度测定法产生的颜色为H-L '= $3.6\pm 1.0$ mag和K-$_1$-L'= $2.4\pm 0.7$ mag，与先前报道的H和Ks中的5- $σ$上限一致。HD 95086 b的光度与2 M 1207 b和HR 8799 cde的光度最匹配。将其光谱能量分布与BT-SETTL和LESIA行星大气模型进行比较，得到T $_{\mathrm{eff}}\sim$ 600-1500 K和log g $\sim$ 2.1-4.5。热启动进化模型产生M= $5\pm2$ M $_{Jup}$。热启动模型再现了M=4-14 M $_{Jup}$的对象的组合的绝对通量为一个广泛的合理的初始条件（S $_{init}$ =8-13 …
2014-04-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Resolving the HD 100546 Protoplanetary System with the Gemini Planet Imager: Evidence for Multiple Forming, Accreting Planets
我们报告双子座行星成像仪H波段高对比度成像/积分场光谱学和偏振的HD 100546，一个10 $Myr$-老的早期型恒星最近证实主机热红外明亮（超）木星原行星在宽分离，HD 100546 b。我们在偏振光中解析了圆盘内腔，恢复了热红外（IR）亮臂，并确定了一个额外的旋臂。我们很容易恢复HD 100546 b，并表明它的大部分发射起源于一个未解决的，点源。HD 100546 b的红外线颜色可能比褐矮星更红，在性质上类似于年轻的云状超木星行星，但这些颜色可能表明HD 100546 b仍在从环行星际盘吸积物质。此外，我们在$r_{proj}$ $\sim$ 14天文单位处发现了第二个点源样峰，它位于盘壁内侧或内侧，与10 - 20 $M_{J}$候选第二颗原行星--"HD 100546 c"--一致，位于盘的弱偏振区域内，但沿着热红外明亮旋臂的延伸。或者，这是同样合理的，这一特点是一个弱偏振，但局部明亮的区域内磁盘壁。在接下来的2年里，对这一特征的天体测量监测和发射谱线测量可以确认它作为原行星的状态，旋转盘热点可能是原行星的路标，或者是盘内的固定发射源。
2015-11-10 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The Gemini Planet Imager Exoplanet Survey: Giant Planet and Brown Dwarf Demographics From 10-100 AU
我们提出了一个统计分析的前300颗恒星观测的双子座行星成像仪系外行星调查（GPIES）。这个子样本包括六个检测到的行星和三个褐矮星，从这些检测和我们的对比曲线，我们推断的潜在分布的亚恒星同伴相对于他们的质量，半长轴，和主机恒星质量。我们发现行星出现率和宿主恒星质量之间有很强的相关性，恒星M $>$ 1.5 $M_\odot$更有可能拥有质量在2-13 M $_{\rm Jup}$之间的行星，半长轴为3-100 au，置信度为99.92%。我们用行星质量（m）和半长轴（a）的双幂律模型拟合了高质量恒星（M $>$ 1.5 M $_\odot$）周围行星种群的形式$\frac{d^2 N}{dm da} \propto m^αa^β$，发现$α$ = -2.4 $\pm$ 0.8和$β$ = -2.0 $\pm$ 0.5，在5-13 M $_{\rm Jup}$和10-100 au之间的综合出现率为$9^{+5}_{-4}$ %。所有恒星周围的褐矮星的出现率明显较低，0.8 $^{+0.8}_{-0.5}$ %的恒星拥有13-80 M $_{\rm Jup}$和10-100 au之间的褐矮星伴星。棕矮星的质量和半长轴分布也与巨行星不同;而巨行星遵循底部重的质量分布，有利于较小的半长轴，棕矮星表现出相反的行为。与RV方法对短周期巨行星的研究结果相比，我们的结果与巨行星出现在~1-10 a…
2019-04-10 astro-ph.EP
Automated data processing architecture for the Gemini Planet Imager Exoplanet Survey
双子座行星成像仪系外行星巡天（GPIES）是一项对600颗恒星进行的多年直接成像巡天，旨在发现和描述年轻的木星系外行星及其环境。我们开发了一个自动化的数据架构，统一处理和索引与调查有关的所有数据。一个自动化和灵活的数据处理框架，我们称之为Data Cruncher，将多个数据简化管道结合在一起，以处理GPIES采集的所有光谱，偏振和校准数据。在没有人为干预的情况下，在获取数据后不到一小时就可以提供经过充分简化和校准的数据产品，以加快对潜在感兴趣物体的后续行动。数据压缩器可以在超级计算机上运行，在一天内重新处理所有GPIES数据，因为我们对数据简化管道进行了改进。后端MySQL数据库索引所有文件，这些文件同步到云，前端Web服务器允许轻松浏览与GPIES相关的所有文件。为了帮助观察者，快速查看显示器在实时处理时显示减少的数据，Slack上的聊天机器人发布观察信息以及减少的数据产品。GPIES自动化数据处理架构减少了我们的工作量，提供了实时数据简化，优化了我们的观测策略，并维护了一个均匀简化的数据集，以研究行星的出现和仪器性能。
2018-01-05 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Gemini Planet Imager view of the HD 32297 debris disk
我们提出了新的$H$波段散射光图像的HD 32297边缘上的碎片磁盘获得的双子座行星成像仪（GPI）。圆盘的总强度和偏振强度被检测到，投影角间距为0.15”或20 au。另一方面，大规模的后掠晕仍未被发现，可能是其相对于母体带显着蓝色的结果。我们分析了盘脊的曲率，并估计母体带的半径为$\approx$ 100 AU，小于过去的散射光研究，但与系统的热发射图一致。我们采用了三种不同的通量保持后处理方法来抑制残留的星光和评估的表面亮度和偏振分布沿光盘脊柱。与过去的系统研究不同，我们的高保真图像显示磁盘是高度对称的，没有形态和表面亮度扰动。我们发现该系统的尘埃散射特性与在其他碎片盘中观察到的一致，HR 4796除外。最后，我们没有发现系统中存在行星质量物体的直接证据。
2020-04-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Orbit and Transit Prospects for $β$ Pictoris b constrained with One Milliarcsecond Astrometry
双子座行星成像仪（GPI）的一个主要科学目标是获得毫角秒天体测量，以限制系外行星轨道。然而，直接成像的系外行星的天体测量会受到偏差、系统误差和斑点噪声的影响。在这里，我们描述了一个分析过程，前向模型的系外行星，占两个观测策略（角度和光谱差分成像）和数据减少方法（Karhunen-Loève图像投影算法）的信号。我们使用这个前向模型来测量系外行星的位置在贝叶斯框架采用高斯过程和马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）来解释相关的噪声。在$β$ Pic b上的GPI数据的情况下，我们称之为贝叶斯KLIP-FM天体测量（BKA）的这种技术优于以前的技术，并产生1个$σ$误差，误差等于或低于1毫角秒。我们验证BKA拟合开普勒轨道，以十二GPI观测以及以前的天体测量从其他仪器。残差的统计特性证实BKA是准确的，正确估计天体测量误差。我们对$β$ Pic b轨道的限制，坚定地排除了行星在10- $σ$意义上过境的可能性。然而，我们确认$β$ Pic b的希尔球将过境，这给了我们一个难得的机会来探测一颗年轻的、不断发展的系外行星的环行环境。我们提供了一个星历表，用于对希尔球过境事件进行光度监测，该事件将于2017年4月初开始，并于2018年1月底结束。
2016-08-16 astro-ph.EP
The Integral Field Spectrograph for the Gemini Planet Imager
双子座行星成像仪（Gemini Planet Imager，GPI）是一个复杂的光学系统，旨在直接探测年轻行星在其宿主恒星两角秒内的自我发射。采用先进的自适应光学系统和切趾日冕物质流抑制星光后，焦平面上主要的残余污染是大气散斑和光学表面散斑。由于散斑在本质上是衍射的，它们在场中的位置强烈地依赖于波长，而实际的伴星将保持固定的距离。通过比较同时拍摄的不同波长的多张图像，我们可以冻结散斑图案并提取行星光，增加一个数量级的对比度。为了实现20%的带通，足以执行散斑抑制，并观察整个两个角秒的视野在衍射极限采样，我们设计并建立了一个积分场光谱仪具有极低的波前误差，几乎没有色差。光谱仪是完全低温的，工作波长范围为1至2.4微米，有五个可选的过滤器。棱镜用于在主检测波段产生45的光谱分辨率并保持高通量。基于Keck的OSIRIS光谱仪，我们选择使用基于小透镜的光谱仪来实现约25 nm的均方根波前误差。超过36，000个光谱被同时拍摄，并重新组装成具有大约192x192空间元素的图像立方体，包含11到20个光谱通道。在双极化测量中，可以用沃拉斯顿棱镜代替主色散棱镜。光谱仪还具有用于对准和校准的光瞳观察模式。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Polarimetry with the Gemini Planet Imager: Methods, Performance at First Light, and the Circumstellar Ring around HR 4796A
我们提出的第一个结果从双子座行星成像仪（GPI），它使用了一个新的积分场偏振结构，以提供高对比度的线性偏振与正交偏振之间的系统偏差最小的偏振模式。我们描述的设计，数据处理方法，和性能的偏振GPI。通过差分偏振法的点扩散函数减法抑制非偏振星光的因子超过100，并提供对达到这些观测的光子噪声极限的星周尘埃的灵敏度。在HR 4796 A周围的拱星盘的情况下，GPI先进的自适应光学系统甚至在PSF扣除之前就清楚地显示了盘。在偏振光下，圆盘第一次被看到一直到它的半短轴。该盘在偏振强度上表现出令人惊讶的强不对称性，尽管东侧的总强度略亮，但西侧比东侧亮>9倍。基于对总强度和偏振强度的综合，我们现在相信西边离我们更近，这与大多数先前的解释相反。相对较大的硅酸盐尘埃粒子的前向散射导致西侧的强偏振强度，环必须稍微光学厚，以解释那里总强度较低的亮度。这些发现表明，土星环在几何学上是狭窄的，动力学上是冷的，也许是由更大的天体以与土星F环相同的方式引导的。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
An Optical/near-infrared investigation of HD 100546 b with the Gemini Planet Imager and MagAO
我们目前的H波段光谱和H α光度观测的HD 100546获得GPI和MagAO。我们在原行星HD 100546 b的位置检测到H波段发射，但表明数据处理参数的选择强烈影响该源的形态。它在一些激进的减少中看起来像点，但在大多数其他人中重新加入了扩展的磁盘结构。此外，我们表明，这种排放出现固定的时间尺度为4.6年，不一致的2sigma水平与开普勒顺时针轨道在59 AU在磁盘平面。发射的H带光谱与任何类型的低有效温度天体或吸积原行星盘都不一致。它强烈地表明了散射光的起源，因为它与恒星的光谱和在圆盘其他位置提取的光谱一致。在差分Halpha成像中，HD 100546 b在5 sigma水平上未被探测到，这为吸积光度和吸积速率设定了上限，假设该原行星位于没有灭绝的间隙中，对于1 Rjup，吸积光度和吸积速率为1.7E-4 Lsun和MMdot<6.4E-7 Mjup^2/yr。这些极限与金牛座T星或LkCa 15 b的吸积光度和速率相当。综上所述，这些证据表明，HD 100546 b位置的H波段源不是由行星光球或吸积的环行星际盘发射的，而是由PSF减法过程增强的盘特征。这种未检出与早期研究中报告的K波段未检出一致，但不排除HD 100546 b深度嵌入的可能性。
2017-04-24 astro-ph.EP
Multiband Polarimetric Imaging of HR 4796A with the Gemini Planet Imager
HR 4796 A拥有一个经过充分研究的碎片盘，由于其高的分数光度和良好的倾斜度，它具有悠久的历史，可以很好地进行未解决和解决的观测。我们提出了新的J-和K1-波段图像的解决碎片盘HR 4796 A的双子座行星成像仪（GPI）的偏振模式。偏振强度具有强烈的前向散射亮度分布，并且在盘的远侧未被检测到。在所有散射角度下检测总强度，并且还表现出强的前向散射峰。我们使用一个前向建模的几何盘，以提取几何参数，偏振分数和总强度散射相位函数，这些数据以及H-波段数据先前采取的GPI。我们发现，偏振相位函数变得越来越多的前向散射随着波长的增加。我们拟合米氏和分布的空心球颗粒（DHS）模型提取的功能。我们发现，虽然它是可能的，以描述生成一个令人满意的模型的总强度使用DHS模型，但不是与米氏模型。我们发现，没有一个单一的粮食人口的DHS或米氏颗粒的任意组合物可以同时再现的偏振分数和总强度散射相函数，表明需要更复杂的粮食模型。
2020-06-11 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Gemini Planet Imager Spectroscopy of the Dusty Substellar Companion HD 206893 B
我们提出了新的近红外双子座行星成像仪（GPI）光谱的HD 206893 B，一个亚恒星的同伴轨道内的碎片盘的F5 V恒星。来自GPI的$J$、$H$、$K1$和$K2$光谱显示了该天体异常的红色，证实了它是迄今为止观测到的最红的亚恒星天体。整个红外线的显着通量增加提出了一个具有挑战性的大气模型与现有的网格。有效温度的最佳拟合值在1200 K至1800 K之间变化，log（$g$）的最佳拟合值在3.0至5.0之间变化，这取决于拟合的各个波长带和应用的模型套件。伴星的极端红色可以通过调用高海拔的亚微米尘埃颗粒层来部分调和，类似于应用于特殊红场L-矮星种群的去红方法。然而，调和HD 206893 B的光谱与即使是最红的低重力L矮星光谱仍然需要额外的大气尘埃的贡献，这可能是由于伴星所处的碎片盘环境。从四年的天体测量监测的轨道拟合是一致的$\sim$ 30年的周期，轨道倾角为147 $^{\circ}$，和10 au的半长轴，以及在估计的磁盘内半径$\sim$ 50 au。作为为数不多的在星周盘内部成像的亚恒星伴星之一，该系统的性质为伴星-盘相互作用提供了重要的动力学约束，并为亚恒星和行星大气研究提供了基准。
2020-10-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Debris Disk Results from the Gemini Planet Imager Exoplanet Survey's Polarimetric Imaging Campaign
我们报告的结果，${\sim}4$一年的直接成像调查的104颗恒星，解决和表征拱星碎片盘散射光的双子座行星成像仪系外行星调查的一部分。我们的目标是附近的（${\lesssim}150$ pc），年轻的（${\lesssim}500$ Myr）恒星具有高红外过量（$L_{\mathrm{IR}} / L_\star > 10^{-5}$），包括38个以前解决的磁盘。观测是使用双子座行星成像仪高对比度积分场摄谱仪在$H$ -波段（1.6 $μ$ m）日冕偏振模式下进行的，以测量偏振和总强度。我们解决了26个碎片盘和三个原行星/过渡盘。七碎片磁盘解决散射光的第一次，包括新提出的HD 117214和HD 156623，我们量化的基本形态，其中五个使用辐射转移模型。除了HD 156623之外，我们所有探测到的碎片盘都有灰尘贫乏的内孔，它们的散射光半径通常大于从分辨的热发射测量的相应半径和从光谱能量分布推断的半径。为了评估灵敏度，我们报告对比并考虑未检测到的原因。检测与高IR过量和高倾斜度密切相关，尽管偏振测定优于用于检测低倾斜度盘（${\lesssim} 70 °$）的总强度角差分成像。基于调查后的统计数据，我们改进了我们的调查前的目标优先级度量预测极化磁盘可检测性。我们还研究了散射光磁盘的背景下，气体，远红外，毫米探测。比较两个磁盘的$H$ -带和ALMA通量显示不同的晶粒特性的初步证据。…
2020-06-24 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A Uniform Analysis of Debris Disks with the Gemini Planet Imager II: Constraints on Dust Density Distribution Using Empirically-Informed Scattering Phase Functions
本文利用双子座行星成像仪H波段数据，结合KLIP图像处理与辐射转移建模，统一分析八个碎屑盘的尘埃密度分布，并采用太阳系尘埃经验散射相函数，揭示盘的形态多样性及偏心率与盘宽的正相关趋势。
2024-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
First Resolved Scattered-Light Images of Four Debris Disks in Scorpius-Centaurus with the Gemini Planet Imager
我们提出了第一个空间分辨散射光图像的四个碎片磁盘周围的成员天蝎座半人马座（天蝎座-Cen）OB协会与高对比度成像和偏振使用双子座行星成像仪（GPI）。所有四个磁盘解决的第一次在偏振光和一个磁盘也检测到总强度。在HD 111161、HD 143675和HD 145560周围成像的三个盘在形态和亮度分布上都是对称的。这三个系统跨越一定范围的倾角和径向范围。HD 98363周围的行星盘显示出形态和亮度分布的不对称性，与HD 106906行星盘系统有一些结构上的相似之处。HD 98363的独特之处在于，它有一颗同向运动的伴星Wray 15-788，它最近才被解析出一个具有非常不同形态特征的圆盘。HD 98363 A/B是第一个具有两个空间分辨盘的二元碎片盘系统。所有四个目标都被ALMA观测到，它们的连续通量范围从一个未检测到该区域最亮的圆盘之一。根据新的结果，Sco-Cen中共有15颗A/F星已经分辨出散射光碎片盘，其中大约一半的系统表现出某种形式的不对称性。结合GPI磁盘结构的结果，从毫米通量和成像行星的文献信息揭示了在这个年轻的人口盘属性的多样性。总的来说，这四个新解决的磁盘有助于人口普查的磁盘结构测量周围的A/F-恒星在这个重要阶段的行星系的发展。
2019-11-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
