The influence of stellar activity on detecting Earth-like planets via nulling interferometry
本研究通过X型干涉仪计算恒星活动噪声,模拟中红外波段G和M矮星宜居带类地行星探测的信噪比,发现恒星活动对G矮星探测影响小但显著阻碍M矮星探测,并分析了行星位置误判风险。
2025-03-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Stellar noise and planet detection. II. Radial-velocity noise induced by magnetic cycles
针对HARPS高精度程序中的451颗恒星,研究了径向速度变化与互相关函数(CCF)中其他参数之间的相关性。经过仔细的目标选择,我们发现了一个非常好的相关性之间的斜率的RV活动指数(log(R'HK)相关性和Teff的矮星。这种相关性使我们能够从给定的活动指数和Teff的磁周期校正RV。
2010-11-25 astro-ph.EP
Folded transit photometry
凌日测光也许是迄今为止探测系外行星最成功的方法。然而,需要大量的信号处理,因为检测到的信号中的下降,这表明有一颗行星在过境,与主要由其宿主恒星引起的整体背景信号相比是微不足道的。本文提出了一种简单可行的信号增强降噪方法。我们将讨论如何通过减去宿主恒星的一半来获得更高的行星信号-折叠检测。与通常的凌日相比,这导致了具有双峰到峰信号2R_p^2/R_s^2的光变曲线。我们推导了光变曲线的表达式,并研究了两种常见噪声:高斯白背景噪声和太阳黑子噪声的影响。我们表明,在模拟和解析表达式中,折叠的过境减少了1/sqrt(2)的因子的有效噪声。这种信号的减少和加倍使得(1)较少数量的凌日测量能够获得确定的凌日行星信号,以及(2)利用相同数量的凌日数据,利用通常的凌日检测较小的行星半径。此外,我们表明,在存在多个太阳黑子,行星参数的估计是更准确的。虽然我们的计算可能非常简单,但它涵盖了行星凌日的基本概念。
2021-06-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Observational Window Functions in Planet Transit Surveys
现有的行星凌日在数据中被探测到的概率敏感地依赖于观测的窗口函数。我们定量表征和提供可视化的依赖这种概率作为轨道周期的函数后,几个观测策略和天体物理参数,如观测运行的长度,观测节奏,夜间长度,过境持续时间和深度,以及采样过境的最小数量。探测凌日的能力与观测的内在噪声直接相关。在我们的观测窗口函数的模拟中,我们明确地解决非相关(高斯或白)噪声和相关(红)噪声,并讨论这两个噪声分量如何影响过境检测从根本上不同的方式,特别是对于长时间和/或小过境深度。我们还讨论了过境可探测性的竞争效应的后果,详细说明观测策略的措施,并检查不同的过境调查方案的预测效率相对于某些区域的参数空间。
2009-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Marginalized planet-to-star radius ratio posteriors for low-SNR transiting planets via dimensionality reduction
Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所)
针对低信噪比凌星行星,提出降维采样方法,将11维参数空间降至4维,快速计算边际化半径比后验,并验证其校准性及应用于Kepler数据。
2026-09-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
Enhancing Direct Exoplanet Spectroscopy with Apodizing and Beam Shaping Optics
直接系外行星光谱学旨在测量系外行星的光谱,同时最大限度地减少从其宿主恒星收集的光线。将行星光从星光中分离出来,可以提高每个光谱通道的信噪比(S/N),因为恒星的噪声占主导地位,这可能会使新的研究在高光谱分辨率(> 30,000)下以前所未有的细节对系外行星大气进行研究。然而,最佳的仪器设计取决于来自行星和恒星的通量水平,与其他来源的噪声相比,如探测器噪声和热背景。在这里,我们提出了专门设计的光学系统的设计,制造和实验室演示,以提高信噪比在两个潜在的制度直接系外行星光谱与自适应光学仪器。第一个是一对光束整形透镜,通过提高在行星的已知位置处进入单模光纤的耦合效率来增加行星信号。第二个是灰度变迹器,它减少了行星与其主星之间小角度分离时的衍射星光。前者在探测器噪声或热背景占主导地位时特别增加信噪比,而后者有助于降低恒星噪声。我们在每种情况下的理论和实验点扩散函数之间的良好协议,并预测曝光时间减少($\sim 33\%$),每组光学提供的51波江座b模拟观测使用凯克行星成像仪和表征仪器在W. M。凯克天文台。
2021-02-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Color difference makes a difference: four planet candidates around tau Ceti
去除通常在时间和波长上相关的噪声是使用径向速度方法检测地球类似物的主要挑战之一。我们分析了鲸鱼座τ星的径向速度数据,并找到了波长相关噪声的有力证据。我们发现这种噪声可以通过移动平均模型和“差分径向速度”的组合来建模。我们将此噪声模型应用于不同的径向速度数据集的τ Ceti,并找到四个周期信号在20.0,49.3,160和642 d,我们解释为行星。我们确定了两个新的信号,轨道周期为20.0和49.3天,而其他两个以前怀疑的信号约160和600天被量化到一个更高的精度。在KECK数据中独立地检测到20.0 d候选物。在这项工作中发现的所有行星的最小质量小于4 $M_\oplus$,两个长周期的行星分别位于宜居带的内外边缘。我们发现,仪器噪声引起的HARPS约0.2米/秒的精度限制。我们还发现HARPS数据和谱线轮廓的中心矩在0.5 m/s左右的水平之间的相关性,虽然这些中心矩可能包含噪声和信号。在这项工作中检测到的信号具有低至0.3 m/s的半振幅,证明了径向速度技术检测相对较弱信号的能力。
2017-08-07 astro-ph.EP astro-ph.IM
An Independent Search for Small Long-period Planets in Kepler Data I: Detection Pipeline
针对开普勒数据中小型长周期行星难以区分假警报的问题,开发考虑噪声非高斯性和物理先验的独立搜索管道,提高探测效率并获得可靠候选体目录以改进发生率估计。
2025-08-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
Radial Velocity Observations and Light Curve Noise Modeling Confirm That Kepler-91b is a Giant Planet Orbiting a Giant Star
Kepler-91 b是一个罕见的热木星绕红巨星凌日的例子,为研究与主序星相比不同条件下热木星的形成和组成提供了可能性。然而,开普勒-91b的行星性质,这是由Lillo-Box等人使用相位曲线变化证实的,最近基于对开普勒数据的重新分析而受到质疑。我们已经从Hobby-Eberly望远镜获得了地面径向速度观测结果,并通过同时对开普勒和径向速度数据进行建模,明确证实了开普勒-91b的行星性质。恒星表现出时间相关的噪声,由于恒星颗粒,我们作为一个高斯过程模型。我们假设,正是这种噪声成分导致先前的研究怀疑开普勒-91 b是一个假阳性。我们的工作证实了Lillo-Box等人提出的结论,即开普勒-91 b是一颗0.73+/-0.13 Mjup的行星,围绕一颗红巨星运行。
2015-02-12 astro-ph.EP
Planetary detection limits taking into account stellar noise. I. Observational strategies to reduce stellar oscillation and granulation effects
恒星噪音的径向速度信号很小,大约每秒米,但对于探测宜居带中的地球质量行星来说已经太多了。在本文中,我们解决的重要作用所发挥的观测策略,平均出径向速度签名的恒星噪声。我们还推导出行星质量的检测极限预期存在恒星噪声。我们从ESO档案中提供的4颗恒星(β Hyi,α Cen A,μ Ara和τ Ceti)的HARPS星震学测量开始,加上α Cen B的非常精确的测量。该样本涵盖了从G2到K1的不同光谱型和从亚巨星到矮星的不同演化阶段。由于我们的数据跨度在5到8天之间,我们将能够获得振荡模式和颗粒化现象,而没有在更大的时间尺度上存在的活动噪声的重要贡献。对于这5颗恒星,我们在傅立叶空间拟合相应的恒星噪声模型后生成合成径向速度测量值。这些测量使我们能够研究由于不同的观测策略,以及相应的行星质量检测极限恒星噪声的径向速度变化。每晚进行3次测量,每次曝光10分钟,间隔2小时,似乎最有效地平均了所考虑的恒星噪声。对于安静的K1V恒星α Cen B,这样的策略使我们能够探测到质量约为地球3倍的行星,轨道周期为200天,对应于恒星的宜居带。由于活动尚未包括在我们的模拟中,这些检测极限对应于存在的情况下,其中宿主恒星几乎没有磁性特征。在这种情况下,恒星噪声主要是由振荡模式和颗粒化现象。
2010-10-13 astro-ph.EP
Bayesian analysis of radial velocity data of GJ667C with correlated noise: evidence for only 2 planets
GJ 667 C是一个三星系统中质量最小的组成部分,距离地球约6.8 pc(22.1光年)。GJ 667 C最近受到了很多关注,因为它声称拥有多达七颗行星,其中包括三颗位于宜居带内的超级地球。我们提出了一种贝叶斯技术的径向速度(RV)数据集的相关噪声分量(“红噪声”)的存在下,与未知参数的分析。我们还在模型中引入了超参数,以便在统计上处理测量RV上的低估或高估误差条以及不同数据集之间的不一致。通过将该方法应用于GJ 667 C的RV数据集,我们表明,该数据集包含一个显着的相关(红)噪声分量的HARPS数据的相关时间尺度为9天。我们的分析表明,这些数据仅为两颗行星的存在提供了强有力的证据:GJ 667 Cb和c,周期分别为7.19 d和28.13 d,并暗示存在第三个周期为91 d的信号。这第三个信号的行星性质尚不清楚,需要额外的RV观测来确认。先前声称在这个系统中探测到其他行星是由于白噪声的错误假设。使用标准的白噪声假设,我们的方法导致在这个系统中检测到多达五个信号。我们还发现,与红噪声模型,测量不确定度从HARPS为这个系统被低估在~ 50%的水平。
2013-11-07 astro-ph.EP
nuance: Efficient detection of planets transiting active stars
针对活跃恒星光变曲线中相关噪声干扰凌星检测的问题,提出nuance算法,在搜索凌星时同时建模噪声,在93%的案例中表现最优,提高了真阳性并降低了假阳性。
2024-07-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Comparing Apples with Apples: Robust Detection Limits for Exoplanet High-Contrast Imaging in the Presence of non-Gaussian Noise
针对系外行星高对比度成像(HCI)中残余噪声非高斯分布导致探测极限存在系统性偏差的问题,提出基于bootstrapping的新度量标准,发现现有标准在散斑主导区间过于乐观约一个星等。
2023-03-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Stellar noise and planet detection. I. Oscillations, granulation and sun-like spots
像HARPS这样的光谱仪现在可以在径向速度(RV)上达到亚m/s的精度(Pepe & Lovis 2008)。在这个精度水平上,我们开始面临由3种不同的物理现象产生的恒星噪声:振荡,粒化现象(粒化,中粒化和超粒化)和活动。在太阳型恒星上,这3种扰动都能引起m/s的RV变化,但时间尺度不同:振荡为3 ~ 15分钟,颗粒化现象为15分钟~ 1.5天,活动为10 ~ 50天。HARPS上使用的高精度观测策略,每晚15分钟测量1次,每月连续10天,由于暴露时间长,因此进行了优化,以平均来自振荡的噪声(Dumusque等人,2010),但不能减少来自颗粒和活动的噪声。用这种方法发现的最小行星(Mayor et al. 2009)似乎处于实际观测方法的极限,而不是仪器精度的极限。为了能够在太阳型恒星的宜居带中找到地球质量的行星(K 0矮星为200天),需要新的观测策略,同时平均所有类型的恒星噪音。
2010-11-25 astro-ph.EP
Inferred Properties of Planets in Mean-Motion Resonances are Biased by Measurement Noise
具有平均运动共振(MMR)的行星系因其动力学复杂性及其限制行星形成和迁移历史的能力而具有特殊价值。然而,建立这些联系的关键是对共振动力学进行可靠的表征,特别是所谓的“天平动振幅”,它定性地测量系统进入共振的深度。在这项工作中,我们确定了一个重要的并发症与解释的振动振幅估计从观测数据的共振系统。具体而言,我们表明,测量噪声导致的振动幅度的推论系统地偏向于较大的值,与噪声的数据产生较大的偏差。我们通过多种方法证明了这一点,包括使用合成径向速度数据的动态拟合来探索从后验参数分布推断的天平动振幅分布如何随测量噪声的程度而变化。我们发现,即使是适度的噪音水平仍然会导致轻微的偏差。偏置的起源源于谐振相空间的拓扑结构以及可用相空间体积随着振动幅度的增加而不均匀地增加的事实。我们强调通过使用特定的先验来减轻偏见的策略。我们的结果意味着许多已知的共振系统可能比以前认识到的更深的共振。
2022-08-10 astro-ph.EP
Planetary detection limits taking into account stellar noise. II. Effect of stellar spot groups on radial-velocities
小质量行星的径向速度探测面临着恒星噪声的干扰。HARPS现在可以达到每秒米以下的精度,这对应于不同恒星扰动的幅度,如振荡,颗粒化和活动。太阳黑子群的活动产生的径向速度噪音每秒几米。本文的目的是模拟这种活动,并根据不同的观测策略计算检测限。基于太阳观测,我们再现了旋转恒星表面黑子群的演化。然后,我们计算的径向速度效应引起的这些点组作为时间的函数。考虑到振荡,造粒,活动,和80厘米/秒的HARPS仪器误差,我们模拟不同的观测策略的效果,以有效地减少所有的噪声源。每三天每晚测量三次,每次10分钟,每月10个晚上似乎是最好的测试策略。根据所考虑的活动水平,从log(R '_HK)= -5到-4.75,这种策略将使我们能够在K1 V矮星的宜居带中找到2.5到3.5地球质量的行星。使用伯尔尼的行星形成模型,我们估计,在相同的活动水平范围内,15%至35%的行星在1至5个地球质量之间,周期在100至200天之间,应该用HARPS找到。HARPS和ESTERO的性能之间的比较也强调了我们的模拟。使用同样的优化策略,ESTERO可以在早期K矮星的宜居带中找到1.3颗地球质量的行星。此外,80%的质量在1到5个地球质量之间,周期在100到200天之间的行星都可以被探测到。
2011-01-05 astro-ph.EP
Noise properties of the CoRoT data: a planet-finding perspective
在这篇简短的论文中,我们研究了恒星光变曲线的光度精度的CoRoT卫星在其行星发现通道,特别强调的时间尺度特征的行星凌日。连同其他文章在同一问题上的这本杂志,它形成了一个尝试提供积木的统计解释的CoRoT行星和日食的二进制捕获日期。在对光变曲线进行预处理以最大限度地减少长期变化和离群值之后,我们使用迭代非线性滤波器测量了持续超过1个月的前三次CoRoT运行中光变曲线的散射,以隔离感兴趣的时间尺度上的信号。噪声在2 h时间尺度上的表现被很好地描述为幂律,其指数为0.25(R-幅度),范围从R=11.5时的0.1 mmag到R=16时的1 mmag,这接近于发射前的规格,尽管由于残留抖动噪声和热像素事件,仍比光子噪声高2-3倍。有证据表明,随着时间的推移,性能略有下降。我们发现明确的证据增强的变化小时的时间尺度(在0.5 mmag的水平),在恒星确定为可能的巨人从他们的R-星等和B-V颜色,这代表约60%和20%的观测人口的方向上的天鹰座和麒麟座分别。另一方面,矮星在2小时内的平均相关噪音水平非常低,在明亮的一端达到0.05毫等。
2009-03-10 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Radial Velocity Detection of Earth-mass Planets in the Presence of Activity Noise: The Case of Alpha Centauri Bb
我们提出了一个分析的公开可用的HARPS径向速度(RV)测量的α Cen B,一颗恒星主办的地球质量的行星候选人在3.24天的轨道。我们的目标是设计鲁棒的方法提取低振幅RV信号的低质量行星的活动噪声的存在。使用两种方法来去除主导RV变化的恒星活动信号:1)傅里叶分量分析(预白化),以及2)使用数据的短时间窗口对活动进行局部趋势滤波(LTF)。傅立叶程序在P = 3.236天和K = 0.42 m/s处产生信号,这与地球质量的行星的存在相一致,但这个信号的误报概率相当高,只有百分之几。LTF导致行星信号没有显著的检测,尽管使用时间窗口和拟合函数的不同选择,可以用该方法检测边缘行星信号。然而,即使在这种情况下,3.24-d信号的重要性也取决于如何过滤仅包含10%数据的时间窗口的细节。这两种方法都应该以比实际观察到的更高的显著性检测到α Cen Bb的存在。我们还研究了随机噪声的影响,其标准偏差与HARPS数据相当,并以相同的方式进行采样。在2.8 - 3.3天的周期范围内,噪声峰值的分布具有约3.2天的最大值,振幅约为行星K振幅的一半。活动信号的存在可以将这些信号的速度幅度提升到与行星相当的值。将3.24天的RV变化归因于地球质量的行星可能还为时过早。需要更好地了解RV数据中的噪声特性,以及更好的采样进行更多的测量,以确认这颗系外行星。
2013-05-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital structure of the GJ876 extrasolar planetary system, based on the latest Keck and HARPS radial velocity data
我们使用完整的径向速度数据阵列,包括最近公布的HARPS和凯克天文台集,来描述的行星系的轨道结构绕GJ 876。首先,我们提出并详细描述了一种快速的方法来拟合摄动轨道配置,基于积分的灵敏度方程推导出的原始$N$体问题的方程。此外,我们发现,这是不令人满意的处理现有的径向速度数据的GJ 876在传统的白噪声模型,因为实际的噪声出现自相关(并显示非白色的频谱)。这种相关性的时间尺度大约是几天,相关噪声的贡献大约是2 m/s(即,类似于Keck数据中的内部误差水平)。我们提出了一个变化的最大似然算法来估计系统的轨道配置,考虑到红噪声的影响。特别是,我们发现,在以前的研究中获得的最里面的行星\emph{d}的非零轨道偏心率,很可能是一个错误解释的红噪声的数据。除了某些轨道参数的偏移外,红噪声还使得拟合不确定度被系统地低估(而在传统的白噪声模型中,它们被处理)。此外,我们表明,最外层的行星的轨道偏心率实际上是不确定的,虽然有界的$\sim 0.2$。最后,我们调查可能的轨道非共面性的系统,并限制行星\emph{b}和\emph{c}轨道之间的相互倾斜的$5^\circ-15^\circ$,根据相互轨道节点的角位置。
2011-05-24 astro-ph.EP
Spectroscopic Coronagraphy for Planetary Radial Velocimetry of Exoplanets
我们提出了应用日冕照相技术的光谱直接探测系外行星通过多普勒频移的行星分子线。即使对于一个未解决的近距离行星系,我们表明,一个可见的零和极端的自适应光学系统的组合,可以减少主恒星的光子噪声和增加的总信噪比(S/N)的分子吸收的系外行星大气:它的工作原理作为一个光谱日冕。假设一个30米的望远镜,我们证明了这些高对比度的仪器附近的近距离行星,模仿55 Cnc b($0.6 λ/D$的角间距在K波段)的好处。我们发现,倾斜误差是最关键的因素,然而,低阶散斑也有助于噪声。假设对未来波前控制技术的估计相对保守,光谱日冕仪可以将对比度增加到$ \sim 50-130 $倍,并且使我们能够获得比没有它的暖彗星和海王星大10 pc的$\sim 3-6 $倍的S/N。如果倾斜误差可以减少到$\lesssim 0.3$ mas(rms),它获得了$\sim 10-30$倍的S/N,使我们能够用一个非常大的望远镜来探测温暖的超级地球。本文阐述了光谱日冕照相术的概念,为未来的光谱直接探测。进一步研究日冕仪和倾斜传感器的选择将使光谱直接探测的应用范围超出光子收集区的限制。
2014-05-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Kepler data analysis: non-Gaussian noise and Fourier Gaussian process analysis of star variability
我们开发了一个统计分析模型的开普勒星流量数据中存在的行星凌日,非高斯噪声,和恒星的变化。首先,我们建立了一个开普勒噪声概率分布模型,在存在离群点的情况下,使噪声概率分布非高斯。我们开发了一个信号的概率分布的基础上,我们的信号模型作为一个总和的恒星变异性和行星凌日的可能性分析。我们认为,如果要从数据中提取最佳信号,这些组件需要一起建模。对于恒星变率模型,我们开发了一个最佳的高斯过程分析使用基于傅立叶的维纳滤波器的方法,其中的功率谱是非参数的,从数据中学习。我们开发高维优化的目标函数,我们共同优化所有的模型参数,包括成千上万的恒星变异模式,和行星过境参数。我们将该方法应用于开普勒-90的数据,并表明它提供了一个更好的匹配比标准样条方法的恒星变化,并鲁棒地处理噪声离群值。因此,行星轮半径的值高于标准样条方法。
2019-10-02 astro-ph.EP
Multiwavelength Mitigation of Stellar Activity in Astrometric Planet Detection
天体测量学一直是一种很有前途的系外行星探测技术。在理论极限下,天体测量学将允许探测比以前通过目前的系外行星搜索方法看到的更小的行星,但恒星活动可能使这些理论极限无法达到。类太阳恒星由于光球层的磁活动而引起的天体测量抖动,导致了$0.5\ \textrm{m}R_\odot$级的光心的明显变化。这种抖动产生了一个基本的天体物理学噪声基底,阻止了在单个光谱带中检测到低质量行星。通过在五个不同的通带注入行星轨道到模拟太阳数据,我们研究缓解这种基本的天体测量噪声使用跨通带的相关性。对于一个真正的太阳模拟和一个行星在1 au半长轴,$6σ$检测极限设置恒星活动的理想望远镜在最佳的单一通带是$0.01$地球质量。我们发现,由于恒星活动而具有高度相关的天体测量抖动的通带对,但在红波段的运动较少,能够更高精度地测量来自行星的共同信号。使用这种方法可以将1天文单位处可探测到的行星质量提高到$10$的一个因子,用完美的望远镜最多相当于类太阳恒星的$0.005$地球质量。鉴于这些结果,我们建议未来的天体测量任务考虑进行两个或更多的通带,以减少由于恒星活动的噪音。
2022-04-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Planet Detectability in the Alpha Centauri System
我们使用超过十年的径向速度测量$α$ Cen A,B和Proxima Centauri从HARPS,CHIRON和UVES来识别行星的$M \sin i$和轨道周期,如果它们存在的话,可能已经被检测到。在质量周期网格中的每个点,我们以现有数据的精度和节奏对模拟开普勒信号进行采样,并评估信号可能仅由噪声产生的概率。现有数据将经典定义的宜居带中的探测阈值放置在$α$ Cen A的大约53 M $_{\oplus}$的$M \sin i$,$α$ Cen B的8.4 M $_{\oplus}$,以及Proxima Centauri的0.47 M $_{\oplus}$。此外,我们还研究了数据中系统误差或“红噪声”的影响。白噪声和红噪声模拟的比较突出了径向速度的准周期性变化,这可能是由系统误差,光球速度信号,或行星信号。例如,红噪声模拟在比邻星b的周期处显示出高于白噪声模拟的峰值。我们还对半人马座$α$恒星的化学成分进行了光谱分析。这些恒星具有超太阳的金属丰度,其C/O和Mg/Si的比值与太阳相似,这表明$α$ Cen系统中的任何小行星都可能与我们的类地行星在成分上相似。虽然$α$ Cen A和B的小的投影分离目前阻碍了极精确的径向速度测量,但角分离现在正在增加。到2019年,$α$ Cen A和B将成为更新多普勒行星调查的理想目标。
2017-11-16 astro-ph.EP
In-flight photometry extraction of PLATO targets: Optimal apertures for detecting extrasolar planets
欧空局的PLATO空间任务致力于揭示和描述新的太阳系外行星及其宿主恒星。该任务将包括一个非常大的视野,根据最终的观测策略,它有可能调查多达100万颗恒星。航天器的遥测预算无法处理以正确的节奏传输如此巨大的恒星样本的单个图像,因此必须制定适当的战略来进行机载数据简化。我们采用孔径测光法来产生恒星在飞行中的光变曲线。因此,我们的目标是找到掩模模型,优化减少的数据的科学性能。我们考虑了三种不同的孔径模型:二元掩模,加权高斯掩模,加权梯度掩模,通过一种新的直接方法计算出最低的信噪比。采用了一种创新的标准来选择不同的面罩型号。我们指定为最佳的模型提供最佳的折衷之间的灵敏度,以检测真正的和虚假的行星过境。我们根据模拟的信噪比和阈值交叉事件的频率确定了最佳模型。我们的研究结果表明,虽然二进制掩模在统计上提出了百分之几的噪声信号比加权掩模相比,这两种策略在检测合法的行星过境非常相似的效率。然而,当涉及到避免来自污染星的虚假信号时,二元掩模在统计上收集的污染通量比加权掩模少得多,从而允许前者在$7.1σ$处提供高达$\sim$ 30\%的虚假凌日特征。我们提出的用于选择孔径的方法已被证明对于确定能够提供接近最大行星产率并大幅减少误报发生的掩模模型是决定性的。
2019-06-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Unveiling habitable planets: Toy coronagraph tackles the exozodiacal dust challenge
针对系外黄道尘埃遮蔽宜居带类地系外行星成像信号的问题,研究人员开发出Python包Toy Coronagraph,可量化尘埃影响、生成相关指标与可视化结果,助力宜居行星搜寻及望远镜任务优化。
2024-09-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Stellar activity as noise in exoplanet detection II. Application to M dwarfs
M型矮星的普遍存在,加上它们的低质量和光度,使它们成为寻找附近可居住的系外行星的主要目标。我们研究了恒星黑子引起的径向速度(RV)抖动对探测和表征绕M矮星运行的行星的影响。我们创建表面斑点配置与随机斑点覆盖和活动区域。合成恒星光谱计算从一个给定的点图,RV测量得到使用互相关技术。我们将轨道行星的RV信号添加到这些抖动测量中,并减少数据以“测量”行星参数。我们研究了不同活动水平的M矮星周围行星的可探测性,以及输入行星参数的恢复。在研究行星周期的恢复时,我们注意到,虽然我们的原始轨道半径将行星置于其恒星的HZ内,但即使在2%的填充因子下,我们的一些测量也落在“保守的宜居带“之外。较高的点填充因子导致更多和更高的偏差。我们的调查表明,在描述用RV方法发现的围绕(或潜在)活跃恒星的行星时,应谨慎行事。
2015-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Distinguishing the albedo of exoplanets from stellar activity
光变曲线显示了目标恒星及其轨道行星的通量变化作为时间的函数。除了行星产生的凌日特征外,通量还包括每个行星的反射光分量,这取决于行星的轨道。该信号通常被称为相位曲线,并且如果没有额外的噪声,则可以容易地识别。除了仪器噪音,恒星活动,如斑点,也会在数据中产生调制,这可能很难与行星信号区分开来。我们分析了恒星活动对探测行星的限制,考虑到仪器噪声的预测水平和CHEOPS任务中计划的观测持续时间短所带来的限制。作为初始条件,我们假设每颗恒星都只有一颗绕其运行的行星。我们建立了模拟光变曲线,其中包括一个现实的恒星活动模式,行星的反射光分量和仪器噪声水平,我们选择了与CHEOPS预测的相同水平。然后我们拟合这些光变曲线,试图恢复反射光的成分,假设活动模式可以用高斯过程建模。我们估计,至少需要一个完整的恒星旋转,以获得可靠的检测行星的行星。这一结果与噪声水平无关,但当光变曲线时间跨度小于恒星自转时,它依赖于高斯过程描述恒星活动的局限性。最后,在模拟中存在典型的CHEOPS间隙的情况下,我们确认仍然有可能获得可靠的计算结果。
2017-12-05 astro-ph.EP
Proxima Centauri reloaded: Unravelling the stellar noise in radial velocities
目前,用1米/秒量级的多普勒信号探测和描述类地行星是太阳系外行星猎人面临的最大挑战之一。由于这些发现的结果往往是有争议的,因此最好对这些发现提供独立的确认。测试不同的模型来抑制非开普勒恒星信号(通常包括径向速度数据)对于确保结果的可靠性和可重复性至关重要。使用发现论文中讨论的恒星噪声的替代处理方法,我们重新分析了径向速度数据集,该数据集导致检测到围绕恒星Proxima Centauri运行的候选类地行星。我们的目标是确认这颗杰出行星的存在,并测试第二颗行星信号的存在。我们的技术联合建模开普勒信号和残余相关信号的径向速度使用高斯过程。我们只分析了径向速度测量值,而不包括拟合过程中的其他辅助数据。在第二步中,我们将我们的输出与来自测光的结果进行了比较,以提供一致的物理解释。我们的分析是在贝叶斯框架中进行的,以量化我们发现的稳健性。我们表明,相关噪声可以成功地建模为高斯过程回归,并包含一个周期性的调制恒星自转周期和特征在于一年的顺序的进化时标。这两项研究结果似乎是强大的,从档案测光得到的结果相比,从而提供了一个可靠的描述的噪声特性。我们确认存在一个由开普勒轨道方程描述的相干信号,可以归因于行星Proxima b [...]
2017-03-08 astro-ph.EP
The high-contrast performance of the Keck Planet Imager and Characterizer
本研究利用四年在轨数据测量凯克II升级项目KPIC的高对比度性能,明确其不同角距离下的对比度水平、噪声限制因素及校正后效果,为系外行星高分辨率光谱观测提供支撑。
2024-06-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Explanation of the exceptionally strong timing noise of PSR J0337+1715 by a circum-ternary planet and consequences for gravity tests
本研究通过建模PSR J0337+1715的计时残差,排除色噪声,发现消色差红噪声或环三星行星可解释异常强噪声,并给出SEP违反的新限制,支持低踢速度形成三星系统。
2025-01-24 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
A New Yield Simulator for Transiting Planets and False Positives: Application to the Next Generation Transit Survey
我们提出了一个产量模拟器来预测行星的数量和特征,误报和误报过境调查。该模拟器基于银河系模型和开普勒任务测量的行星出现率。它考虑到了观测窗函数和调查测量的噪音水平。此外,它还包括识别误报的审查标准。我们将此模拟器应用于下一代过境调查(NGTS),这是一项旨在探测海王星大小的系外行星过境的广域调查。我们发现,红噪声是NGTS的主要限制高达14等,其获得的水平决定了预期的产量。假设红噪声水平为1 mmag,模拟预测了四年的调查:4+-3个超级地球,19+-5个小海王星,16+-4个大海王星,55+-8个土星大小的行星和150+-10个木星大小的行星,以及4688+-45个食双星和843+-75个背景食双星。我们表征这些对象的属性,以提高假阳性的早期识别,并讨论过境候选人的后续策略。
2016-11-08 astro-ph.EP
Simulating medium-spectral-resolution exoplanet characterization with SCALES angular/reference differential imaging
本文使用SCALES模拟器scalessim模拟中分辨率光谱模式下的系外行星探测,评估角差分成像与参考差分成像在分离散斑噪声方面的性能,以验证散斑反卷积的可行性。
2023-10-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
The model is the message: Lightweight convolutional autoencoders applied to noisy imaging data for planetary science and astrobiology
NASA Ames Research Center(NASA艾姆斯研究中心)
本文提出一种轻量级卷积自编码器用于行星科学和天体生物学成像数据的图像重建与修复,证明了即使在90%以上破坏性随机噪声覆盖下多色图像重建依然有效,并指出模型潜在空间比原始数据集更具实用价值。
2025-07-15 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Counting the number of planets around GJ 581. False positive rate of Bayesian signal detection methods
围绕GJ 581的四行星系统受到了关注,因为有人声称可能还有另外两个低质量的同伴-其中一个是恒星宜居带中间的行星。我们重新分析了现有的HARPS和HIRES多普勒数据,试图确定我们的贝叶斯数据分析技术的假阳性率,并计算GJ 581数据中开普勒信号的数量。我们应用常见的Lomb-Scargle周期图和贝叶斯框架中的后验采样技术来估计径向速度中的信号数量。我们还分析了HARPS速度后,每一个完整的观察期,比较两种信号检测技术的灵敏度和假阳性率。通过放宽径向速度噪声是白噪声的假设,我们还证明了噪声相关性对所获得的结果和信号的意义的后果。根据我们的分析,由公开可用的HARPS和HIRES径向速度数据的GJ 581的开普勒信号的数量是四个。这一结果依赖于贝叶斯统计分析技术的灵敏度,但也取决于假设的噪声模型。我们还表明,径向速度噪声实际上是不是白色的,这一功能必须考虑到在搜索对应于低质量行星的低振幅信号的径向速度分析时。...
2012-11-06 astro-ph.EP
Overview and Reassessment of Noise Budget of Starshade Exoplanet Imaging
利用太空望远镜编队飞行中的星罩实现的高对比度成像可以为寻找和表征附近恒星的温带和小型行星提供近期途径。美国宇航局的Starshade技术开发活动TRL 5(S5)正在迅速成熟所需的技术,以使Starshade可以集成到潜在的未来任务中。在这里,我们重新评估的噪声预算starshade启用系外行星成像纳入实验证明的光学性能的starshade和它的光学边缘。我们对杂散光源的分析--包括通过微流星体损伤的泄漏和明亮天体的反射--表明被光学边缘散射的太阳光(即,太阳闪烁)是目前主要的杂散光。与望远镜和观测参数,大约对应于Starshade Renminbi与罗马和HabEx,我们发现,占主导地位的噪声源将是exozodiacal光的特征温带和地球大小的行星周围的太阳像和早期的恒星和太阳闪烁后类型的恒星。通过涂层将太阳闪烁的亮度进一步降低10倍,可以防止它成为Roman和HabEx的主要噪音。在仪器对比度为1 E-10的情况下,残余星光不是主要噪声;将对比度水平提高10倍不会导致预期科学性能的任何明显变化。如果能够实现对光子噪声极限的背景无偏校准,Starshade Renaissance与Roman可以提供距离小于4秒差距的温带和地球大小的F,G和K星行星的近光子限制光谱,HabEx可以将这种能力扩展到更多小于8秒差距的恒星。(节录)
2020-12-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Starshade Exoplanet Data Challenge: What We Learned
本文总结Starshade系外行星数据挑战,评估Starshade成像噪声预算及图像处理能力,发现外黄道盘是行星探测主要挑战,非参数背景校准方案可致10%残差,影响探测信噪比。
2024-10-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
High-Resolution Echelle Spectroscopy for Solar System Planets: A Planet-as-Point-Source Analogy
针对透射光谱受凌星几何限制的问题,本文提出利用2.34米望远镜与高分辨率阶梯光栅光谱仪连接的光学设计,以获取太阳系天体高信噪比反射光谱,为未来极大望远镜研究系外行星反射光谱奠定基础。
2025-10-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Improved Contrast in Images of Exoplanets using Direct SNR Optimization
对系外行星的直接成像通常受到准静态散斑的限制。恒星的点扩散函数(PSF)中的这些未校正的像差使微弱的伴星变得模糊,并限制了高对比度成像仪器的灵敏度。目前处理差分成像序列的大多数方法,如角度差分成像(ADI)和光谱差分成像(SDI),都会产生一个自校准数据集,这些数据集被组合在线性最小二乘解中以最小化噪声。由于望远镜PSF的时间和色度演化,最佳相关的参考图像通常是受行星污染最严重的,导致自减和减少行星吞吐量。在本文中,我们提出了一种算法,直接优化行星信噪比(SNR)的非线性方程。这种新的算法不需要我们拒绝相邻的参考图像和最佳的平衡降噪与自减影。然后,我们将展示如何将该算法同时应用于多个图像,以进一步减少相关噪声,直接最大化最终组合图像的SNR。最后,我们展示了一个说明性的序列HR8799使用新的朱莉娅为基础的信号噪声分析管道(SNAP)的技术。我们表明,SNR优化可以提供高达一个$5\times$的对比度改善接近明星。这种技术适用于新的和存档的数据,将允许检测更低的质量,更接近的同伴,或以更少的望远镜时间达到相同的灵敏度。
2021-03-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
How Many Transiting Giant Planets Can JWST Search for Moons and Rotational Oblateness?
Princeton University(普林斯顿大学)
研究利用JWST噪声模型等预测其能搜寻有卫星和自转扁率的凌日系外巨行星数量,如对特定恒星周围行星,单次凌星观测在一定条件下可探测到相关特征,产量受多种因素影响,成功搜寻需普查行星及降低仪器和恒星相关影响。
2026-07-14 astro-ph.EP
Fishing for Planets: A Comparative Analysis of EPRV Survey Performance in the Presence of Correlated Noise
本研究针对EPRV系外行星巡天,通过引入高斯过程核表征恒星变率的相关噪声,基于Fisher信息分析对比不同观测策略,为优化类地系外行星探测的巡天性能提供建议。
2024-06-24 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A simple model to describe intrinsic stellar noise for exoplanet detection around red giants
尽管美国宇航局开普勒任务在系外行星研究方面取得了巨大进展,但在进化恒星周围仍然只有少量的凌日探测。在这里,我们提出了一个重新制定的红巨星,内在的恒星颗粒,和星震学所描述的恒星振荡的噪声特性发挥了关键作用。新的噪声模型是对当前开普勒演化恒星结果的重大改进。我们的噪声模型可以用来帮助理解正在进行的K2和即将到来的TESS任务的行星探测阈值,并作为这些任务的恒星噪声的预测。作为我们的噪声模型的应用,我们探索了红巨星的最小可探测行星半径,并发现海王星大小的行星应该是可探测的低光度红巨星分支星周围。
2016-10-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Planet as Exoplanet Analog Spectrograph (PEAS): Design and First-Light
系外行星在我们的银河系中非常丰富,但对其进行表征仍然是一项技术挑战。太阳系行星提供了一个机会,可以用我们无法获得的高信噪比数据来测试系外行星观测的实际局限性。然而,太阳系行星的数据不同于系外行星,因为太阳系行星是空间解析的,而系外行星是未解析的点源。我们提出了一种新的仪器,旨在观察太阳系行星,虽然他们是系外行星,行星作为系外行星模拟光谱仪(PEAS)。PEAS由一个专用的0.5米望远镜和现成的光学系统组成,位于利克天文台。PEAS使用积分球对来自太阳系行星的光进行圆盘积分,产生与我们从系外行星获得的光谱更相似的空间混合光。本文介绍了PEAS仪器的总体系统设计和初步结果。
2020-12-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
Imaging low-mass planets within the habitable zones of nearby stars with ground-based mid-infrared imaging
在10-100天文单位轨道上的巨大系外行星已经被直接成像在年轻恒星周围。这些温暖的年轻行星的热辐射峰值在近红外线(~1-5微米),而成熟的温带系外行星(即,那些在其恒星的宜居带内的恒星)主要辐射中红外线(中红外线:~10微米)。如果中红外线的背景噪声可以被减轻,那么低质量的系外行星-包括岩石系外行星-可以在非常深的曝光中成像。在这里,我们回顾了在智利甚大望远镜(VLT)上进行的半人马座阿尔法区域(NEAR)突破性观察/新地球计划的最新结果。NEAR开创了一种基于地面的中红外观测方法,旨在推动系外行星成像的能力,特别关注最近的恒星系统Alpha Centauri。NEAR结合了几种新的光学技术-包括中红外优化日冕,自适应光学系统和快速斩波策略,以减轻来自中央恒星和宜居带内热背景的噪音。我们专注于VLT/NEAR运动的经验教训,以改善未来的仪器-特别是通过斩波改善噪音缓解的策略。我们还介绍了大型双筒望远镜对绕近星运行的超级地球的探索性调查(LESSONS)的设计和调试,这是北半球的一项实验,该实验以从NEAR中学到的知识为基础,进一步提高了中红外成像的灵敏度。最后,我们简要讨论了一些可能性,中红外成像将使系外行星科学。
2021-07-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Staring at the Sun with the Keck Planet Finder: An Autonomous Solar Calibrator for High Signal-to-Noise Sun-as-a-Star Spectra
本研究构建了自主太阳定标器SoCal,为凯克行星搜寻器KPF提供稳定太阳光,实现高信噪比太阳光谱的高频自动观测,数据公开且与NEID数据一致性良好,可用于EPRV噪声分析与仪器性能校准。
2023-11-09 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Semi-supervised standardized detection of extrasolar planets
利用径向速度(RV)技术探测小型系外行星受到各种仪器和恒星来源的未知噪声源的限制。因此,目前的检测技术往往无法提供可靠的估计的显着性水平的检测测试(p值)。我们设计了一个RV检测程序,提供可靠的p值估计,同时考虑到各种噪声源。该方法可以结合关于噪声的辅助信息(例如,恒星活动指示符)和特定数据或上下文驱动的数据(例如,仪器测量,模拟恒星的变化)。该过程的检测部分使用应用于标准化周期图的检测测试。标准化允许自动校准的噪声源与部分未知的统计。测试输出的p值估计基于允许处理未知参数的专用蒙特卡罗模拟。该过程是通用的,在这个意义上,特定的对(周期图和测试)是由用户选择。我们证明了广泛的数值实验的合成和真正的RV数据从太阳和aCenB,所提出的方法可靠地允许估计的p值。该方法还提供了一种方法来评估归因于报告的检测的估计p值对建模误差的依赖性。在低信噪比条件下,评价这种依赖性是RV行星探测的一个关键点。Python算法在GitHub上可用。当涉及未知参数时,p值的准确估计是RV检测领域中的一个重要但最近才解决的问题。虽然这项工作提出了一种方法来做到这一点,本文中讨论的统计文献可能会引发其他战略的发展。
2022-07-12 astro-ph.EP astro-ph.IM stat.ME
Stellar activity as noise in exoplanet detection I. Methods and application to solar-like stars and activity cycles
由于宿主恒星的内在变化,使用任何方法探测系外行星都容易引起混淆。利用径向速度法研究了冷星斑对类太阳恒星系外行星可探测性的影响。为了研究这种活动引起的“抖动”,我们计算合成光谱使用辐射转移,已知的恒星原子和分子线,不同的表面斑点配置,并添加行星信号。在这里,这些方法被详细描述,测试和比较以前发表的研究。这些方法也被应用于研究类太阳老恒星和年轻恒星的活动抖动,以及类太阳活动周期的变化。我们发现,从模拟太阳活动的光斑表面获得的平均全抖动幅度在周期期间大约在1 m/s和9 m/s之间变化。在现实的观测频率下,可以可靠地恢复一年轨道上的海王星质量行星。另一方面,在类似的轨道上回收地球质量的行星是不可行的,意义重大。在这项研究中开发的方法有很大的潜力做行星探测的统计研究,也为调查恒星活动恢复行星参数的影响。
2015-01-05 astro-ph.EP
Photometric characterization of exoplanets using angular and spectral differential imaging
近年来,直接探测系外行星一直是深入研究的主题。未来的高对比度成像仪器获得的数据优化巨行星直接检测强烈的斑点噪声的限制。需要具体的观测战略和数据分析方法,如角度和光谱差分成像,以减弱噪声水平,并可能探测微弱的行星通量。尽管这些方法在抑制散斑方面非常有效,但暗行星的测光仍受散斑残差的影响。从不同波段的光度测量中确定被探测行星的有效温度和表面重力,则受到行星通量的光度误差的限制。在这项工作中,我们调查这种光度误差和后果的确定的物理参数的检测行星。我们进行详细的端到端的模拟与CAOS为基础的软件包的SPHERE获得现实的数据代表典型的观察序列在Y,J,H和Ks波段与高对比度成像仪。模拟的数据被用来测量光度精度作为一个函数的对比度的行星检测角度和光谱+角度微分方法。我们应用这种经验的准确性来研究高对比度差分成像仪的表征能力。我们表明,预期的光度性能将允许探测和表征的系外行星下降到木星质量的角间距分别为1.0”和0.2”的高质量和低质量的恒星与2个观测在不同的过滤器对。我们还表明,在不同的过滤器对测光测量的行星的物理参数的确定本质上是由确定的表面重力的误差限制。
2010-06-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Closeby Habitable Exoplanet Survey (CHES). I. Astrometric Noise and Planetary Detection Efficiency due to Stellar Spots and Faculae
CHES巡天致力于高精度天体测量探测近邻类太阳恒星的宜居带类地行星。本研究模拟恒星活动引起的光心抖动并评估其对行星探测效率的影响,发现超90%恒星噪声低于1微角秒,约95%目标探测效率超80%,仅少数冷恒星效率下降。
2024-04-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Filtering out activity-related variations from radial velocities in a search for low-mass planets
与恒星活动和相关噪声有关的变化如果不加以考虑,可能会妨碍径向速度数据中低振幅信号的检测。这可以被看作是最大的障碍,在探测类地行星轨道附近的恒星与多普勒光谱,无论在仪器的发展和快速积累的数据量。我们使用的统计模型,是不敏感的恒星起源的非周期性和/或准周期性的变化。我们证明了我们的模型的性能重新分析的径向速度的中等活跃的恒星CoRoT-7($\log R_{\rm HK} = -4.61$)与过境的行星,其多普勒信号已被证明是相当困难的检测。我们发现,凌日行星的信号可以与其他两个行星候选者的信号一起被稳健地检测到。我们的研究结果表明,中等活跃的恒星的旋转周期可以过滤出径向速度噪声,这使得低质量的行星绕着这样的恒星的检测。
2014-05-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Primary Velocity and Orbital Phase Effects on Planetary Detectability from Small Epoch Number Data Sets
高分辨率光谱数据的互相关分析最近在直接探测行星信号和表征其大气方面取得了巨大成功。一种这样的技术旨在在多个历元观测系统,并将每个历元测量的行星径向速度组合成行星开普勒轨道速度$K_p$的测量值,构成行星信号的直接检测。最近的工作表明,在几个历元($\sim$ 5)的数据集,意外的结构可能会出现在一个高水平,模糊的行星检测。在这项工作中,我们期待模拟研究是否有方法来减少这种结构化的噪音在少数时期的数据集通过仔细规划的观察。观测日期的选择允许观测者选择主(恒星)速度-通过一组系统速度和选定的质心速度-和行星轨道相,所以我们专注于这两个参数的影响。我们发现,时代采取的主要速度接近零时,恒星线保持相对固定的地球静止框架,大大降低了结构化噪声的水平,并允许更强的行星检测,平均两倍以上的意义的检测与时代使用随机选择的主要速度。根据这些结果,我们建议希望建立高分辨率多历元数据集的观测者将其系统具有接近零的主要速度的夜晚作为目标。
2021-04-15 astro-ph.EP
PASTIS: Bayesian extrasolar planet validation. I. General framework, models, and performance
开普勒和CoRoT空间任务发现的最小的凌日行星候选者中有很大一部分无法通过使用现有观测设施进行质量动态测量来确认。为了确定它们的行星性质,提出了行星验证的概念。该技术将行星假说的概率与所有合理可能的假阳性(FP)假说的概率进行比较。如果行星假设的后验概率足够大于所有FP场景的概率之和,则候选者被认为是有效的。在本文中,我们提出了PASTIS,行星分析和小过境调查软件,一个工具,旨在执行一个严格的模型比较的假设参与的问题,行星验证,并充分利用候选人的光变曲线中的信息。PASTIS自洽地对凌日光变曲线和后续观测进行建模。其面向对象的结构为定义要比较的方案提供了很大的灵活性。的性能进行了探讨,使用人工过境光变曲线的行星和FP与现实的误差分布从开普勒光变曲线。我们发现,只有当信号足够高时(行星情况下的过境信噪比高于50),数据支持正确的假设才是强有力的,否则仍然是不确定的。PLATO应提供具有足够高的信噪比的凌日,但为了确定绝大多数开普勒和CoRoT凌日候选者的真实性质,需要额外的数据或对假设先验的强烈依赖。
2014-03-26 astro-ph.EP
Signals embedded in the radial velocity noise
贝叶斯数据分析技术与合适的统计模型一起使用,可以从噪声数据中获得比传统的频率论方法更多的信息。例如,当在噪声数据中搜索周期性信号时,贝叶斯技术可以用于定义低振幅信号的精确检测标准-最有趣的信号可能对应于可居住的行星。我们提出了贝叶斯技术的概述,并提出了详细的分析HARPS-TERRA速度的HD 40307,附近的恒星观察到主机的候选人宜居行星,在实践中证明贝叶斯规则的适用性天文数据。
2013-01-15 astro-ph.EP
Four Small Planets Buried in K2 Systems: What Can We Learn for TESS?
开普勒、K2和凌日系外行星勘测卫星(TESS)任务提供了大量确认的系外行星,这得益于行星搜寻和后续社区的巨大努力。通过仔细的系统性缓解,这些任务提供了精确的光度时间序列,从而能够检测过境系外行星信号。然而,系外行星的搜寻可能会受到几个因素的干扰,包括仪器噪音、搜寻偏差和宿主恒星的变化。在这封信中,我们讨论了使用新兴技术和工具克服这些挑战的策略。我们展示了新的、快速的开源社区工具(例如,lightkurve,starry,celerite,exoplanet),并讨论了四个高信噪比(S/N)的系外行星,它们展示了行星探测中存在的特定挑战:K2- 43 c,K2- 168 c,K2- 198 c和K2- 198 d。这些行星在几次大型的K2行星搜索中都没有被发现,尽管有S/N > 10的凌日信号。这里讨论的两颗行星是新发现的。在这项工作中,我们确认所有四个都是真正的行星。除了这些行星系统,我们还讨论了寻找小型过境系外行星的三个关键挑战。这封信的目的是帮助新的研究人员了解行星探测效率的提高,并鼓励继续使用K2档案数据。这封信中提出的考虑因素同样适用于开普勒,K2和TESS,这里讨论的工具可供社区应用,以改善系外行星的发现和拟合。
2019-07-18 astro-ph.EP
Features in the Broadband Eclipse Spectra of Exoplanets: Signal or Noise?
一颗行星的发射光谱包含有关大气成分和结构的信息。我们比较贝叶斯信息准则(BIC)的黑体适合和理想化的光谱检索适合44个行星与已公布的日食测量在多个热波段,主要是获得与斯皮策太空望远镜。光谱特征的证据取决于日食深度的不确定性。斯皮策已经证明,当同时分析多个日食时,其日食精度优于1 E-4,但这一壮举只进行了四次。这是很难自我校准光度学时,一个单一的掩星减少和孤立的分析,我们发现,这样的测量没有通过测试的可重复性。单次日食测量的不确定性下限为5E-4,或者其不确定性被低估了3倍。如果我们在单次日食测量中采用这些经验上的不确定性,那么分子特征的证据就几乎消失了:除了HD 189733 b之外,黑体的BIC比所有行星的光谱反演都要好,少数几颗不适合黑体的行星也不适合自洽的辐射转移模型。这表明,在现存的宽带发射光谱的功能是由于天体物理和仪器噪声,而不是分子带。平流层逆温、化学不平衡和高C/O比仅仅基于测光的说法还为时过早。我们建议,观察者要谨慎的误差估计,从自校准的小数据集,和建模者比较光谱模型的证据,如黑体更简单的模型。
2014-08-22 astro-ph.EP