Revisiting $ε$ Eridani with NEID: Identifying New Activity-Sensitive Lines in a Young K Dwarf Star
本文利用NEID高精度光谱仪观测年轻活跃K矮星波江座ε，通过谱线特征与活动指标的相关性分析，识别出9条与S指数相关的活动敏感谱线，其中4条为新发现，为恒星活动抑制和系外行星探测提供了新的谱线依据。
2024-01-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Measuring Planetary Atmospheric Dynamics with Doppler Spectroscopy
多普勒成像光谱法是直接测量太阳系行星大气风速的最可靠方法。然而，大多数关于大气动力学的知识都是通过云跟踪技术获得的，云跟踪技术包括从不同日期拍摄的图像中跟踪可见特征。多普勒成像具有挑战性-运动可能小于100米/秒-因为它测量的是云粒子的速度，而不是大的云结构。在大气波干扰云结构的情况下，预计会有显著的差异。本文的目的是提供一个理论基础，进行精确的多普勒测量的行星大气，特别是从地面反射太阳吸收线。我们关注导致重大偏差的三个方面。首先，我们全面回顾了杨效应，这是一个人工径向速度场所造成的太阳旋转，模仿逆行行星旋转。其次，我们广泛地研究了大气视宁度的影响，并表明，它修改了行星在天空中的表观位置时，行星没有观察到在全相位（反对）。此外，视宁度通过减小大气运动的视振幅，将可变径向速度和测光的区域卷积，从而使径向速度测量产生偏差。最后，我们提出了一种解释数据的方法，即，如何通过优化信噪比从径向速度图中检索纬向、经向、垂直和亚太阳-反太阳环流。
2019-06-13 astro-ph.EP
Measuring the Recoverability of Close Binaries in Gaia DR2 with the Robo-AO Kepler Survey
我们使用机器人AO调查开普勒行星候选宿主恒星，最大的自适应光学调查尚未进行，测量的恢复率接近恒星双星在盖亚DR 2。我们发现，盖亚恢复二进制下降到1”的星等对比度高达6;更接近的系统没有解决，无论次级亮度。盖亚DR 2双星探测对恒星对的方向没有很强的依赖性。我们在盖亚DR 2中发现了177颗开普勒行星候选宿主星附近的恒星，这些恒星在Robo-AO巡天中没有被发现，几乎所有的恒星都是暗淡的（G>20）;其余的大部分是Robo-AO在恶劣条件下观察到的目标。如果主星是主星，对这些系统中行星候选者半径估计的影响可能是最小的;然而，许多这些暗淡的恒星可能是暗淡的食双星，这是假阳性行星凌日信号的来源。结合Robo-AO和Gaia，我们发现18.7%的开普勒行星候选宿主附近的恒星在4”以内。我们还发现了36个附近的恒星在盖亚DR 2周围的35个行星候选宿主星与K2检测。K2行星候选者的附近恒星分数率明显低于开普勒主要任务。盖亚的双星恢复率将大大改善未来TESS行星候选者的初始半径估计，但仍然需要地面高分辨率的后续观测来进行精确的表征和确认。盖亚对紧密分离的双星的敏感性预计将在以后的数据发布中得到改善。
2018-08-31 astro-ph.EP
The Radial and Rotational Velocities of PSO J318.5338$-$22.8603, a Newly Confirmed Planetary-Mass Member of the $β$ Pictoris Moving Group
PSO J318.5338 $-$ 22.8603是一个极红的行星质量天体，根据其空间位置和切向速度，已被确定为$β$如画移动群的候选成员。我们提出了一个高分辨率的$K$带谱PSO J318.5338 $-$ 22.8603。使用前向建模马尔可夫链蒙特卡罗方法，我们报告的径向速度和$v$ sin（$i$）的PSO J318.5 $-$ 22，$-$ 6.0 $^{+0.8}_{-1.1}$ km s $^{-1}$和17.5 $^{+2.3}_{-2.8}$ km s $^{-1}$，分别第一次测量。我们计算了PSO J318.5 $-$ 22的空间速度和位置，确认它是$β$ Picture移动群的成员。采用PSO J318.5 $-$ 22的23 $\pm$ 300万年的年龄，我们使用进化模型确定了$8.3\pm0.5$ $M_{\rm{Jup}}$的质量和$1127^{+24}_{-26}$ K的有效温度。PSO J318.5338 $-$ 22.8603的质量和温度都介于直接成像的行星$β$ Picturesb和51 Eridani b之间，使其成为$β$ Picturesb移动群行星质量成员序列中的重要基准天体。结合我们的$v$ sin（$i$）测量和最近的光度变化数据，我们将PSO J318.5 $-$ 22的倾角限制为$>29^{\circ}$，其旋转周期为5-10.2…
2016-01-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Measuring the mass of solar system planets using pulsar timing
高精度的脉冲星计时依赖于太阳系星历，以便将天文台测量的脉冲到达时间（TOA）转换为太阳系重心。在转换到重心TOA的过程中，任何误差都会导致观测到的计时残差发生系统性变化;具体来说，不正确的行星质量会导致主要的正弦变化，其周期和相位与行星绕太阳的轨道运动有关。本文用一组PSRs（J 0437 -4715，J1744-1134，J1857+0943，J1909-3744）测定了从水星到土星的行星系的质量。这些质量与航天器观测所确定的最著名的质量一致，木星系统的质量为9.547921（2）E-4 Msun，比先锋号和旅行者号航天器确定的质量要精确得多，与伽利略号航天器确定的质量一致，但不如伽利略号航天器确定的质量准确。虽然航天器有可能对太阳系的各个天体进行最精确的测量，但脉冲星技术对行星系的质量很敏感，有可能为某些行星提供最精确的质量值。
2010-08-21 astro-ph.EP
Early UV Ingress in WASP-12b: Measuring Planetary Magnetic Fields
最近，Fossati等人观察到WASP-12 b的紫外线传输与光学传输相比显示出早期进入。我们认为，由此产生的早期入口是由弓激波提前的行星轨道运动。在这封信中，我们将研究可能导致这种弓形激波形成的条件。我们考虑两种情况：（1）恒星磁场足够强，可以将炽热的日冕等离子体限制在行星轨道之外，（2）恒星磁场无法限制等离子体，等离子体会随风逃逸。在这两种情况下，当等离子体温度T <（4 - 5）x 10^6 K时，都将在行星周围形成能够将等离子体压缩到观测密度的激波。在封闭的情况下，激波总是在行星正前方形成，但在风的情况下，激波的方向取决于风速，因此取决于等离子体温度。对于更高的风温度，激波形成更接近行星和恒星之间的中心线。我们的结论是，冲击形成导致一个可观察到的早期紫外线进入可能是一个共同的特点过境系统，并可能被证明是一个有用的工具，在设置限制行星磁场强度BP。在WASP-12 b的情况下，我们推导出约Bp=24 G的上限。
2010-09-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Variability in a Young, L/T Transition Planetary-Mass Object
作为我们正在进行的NTT SoFI调查年轻自由浮动行星和低质量棕矮星的变化的一部分，我们检测到年轻的自由浮动行星质量物体PSO J318.5-22的显著变化，可能是由于不均匀云层的旋转调制。PSO J318.5-22是23 $\pm$ 300万年$β$ Pic移动群的成员，T $_\mathrm{eff}$ = 1160 $^{+30}_{-40}$ K，23 $\pm$ 300万年时的质量估计为8.3 $\pm$ 0.5 M $_{Jup}$。PSO J318.5-22的质量介于51 Eri b和$β$ Pic b之间，这是$β$ Pic移动群中的两颗已知系外行星。在J $_{S}$的7-10 $\%$的变化幅度在两个独立的时期超过3-5小时的观察，我们限制旋转周期的这个对象$>$ 5小时。在K $_{S}$中，我们在3小时的观察中勉强检测到高达3个$\%$的变异性趋势。这是第一次探测太阳系外行星质量物体的天气。在以高光度精度测量的L矮星（$<$ 3 $\%$）中，这是最高幅度变化检测。鉴于该天体的低表面重力，高振幅初步表明，这类天体可能比其高质量对应物更易变，尽管需要对更大样本进行观测以证实这一点。用SPHERE和GPI等仪器测量直接成像的行星伴星的类似变化是可能的，并将对形成提供重要的限制。测量多个波长的变化可以帮助限制云的结构。
2015-10-26 astro-ph.EP
Breaking degeneracies in exoplanetary parameters through self-consistent atmosphere-interior modelling
针对新一代仪器带来的系外行星数据对现有模型的挑战，开发自洽耦合大气与内部模型的HADES，通过辐射对流平衡大气计算和从头算状态方程内部模型，打破参数简并性，为行星形成演化提供新见解。
2024-11-09 astro-ph.EP
The Planetary Mass-Radius Relation and its Dependence on Orbital Period as Measured by Transit Timing Variations and Radial Velocities
测量行星质量的两种最常见的技术--径向速度（RV）和凌日时间变化（TTV）技术--已经被观察到对半径相似的行星产生系统性的不同质量。根据Steffen（2016），我们认为这两种方法的观察偏倚的影响是造成这种差异的可能原因。我们发现，在短的轨道周期（$P<11$天），这两种方法产生统计学上相似的结果，而在长周期（$P>11$天）的RV群众系统高于TTV的。我们认为，这是一致的RV检测灵敏度偏差较长的时间。另一方面，我们确实发现了短周期和长周期行星之间的明显差异，通过两种观测技术获得的质量-半径关系参数化为幂律，在短周期比长周期具有更陡峭的指数。我们还指出了两种技术之间的另一个预期的观测偏差-导出RV质量的多行星系统比TTV质量导出的系统具有更大的周期比。
2017-03-22 astro-ph.EP
Occultations of astrophysical radio sources as probes of planetary environments: A case study of Jupiter and possible applications to exoplanets
从地球上很难测量行星大气、电离层和磁层的性质。无线电掩星是测量这些特性的常用方法，但它们传统上依赖于行星附近航天器的无线电传输。在这里，我们探讨是否可以用来测量行星周围的磁场强度，等离子体密度和中性密度从遥远的天体物理射电源的无线电发射掩星。在木星的理论案例研究中，我们发现，由于法拉第旋转的偏振角发生显着变化的无线电信号，通过10个木星半径的行星和频率和功率发生显着变化的无线电信号，通过中性大气。有足够的候选射电源，如恒星、活动星系核和脉泽，掩星可能每年至少发生一次。对于等离子体，它们发射的脉冲到达的时间延迟可以用来测量等离子体密度。系外行星的物理性质非常难以观测，也可能隐藏着遥远的天体物理射电源，例如它们的母恒星。
2017-02-23 astro-ph.EP
Simultaneous follow-up of planetary transits: revised physical properties for the planetary systems HAT-P-16 and WASP-21
上下文到目前为止，已经发现了300多颗行星，并且正在努力测量每个系统的属性。行星凌日的光变曲线通常会偏离简单的凌日形状，而且通常很难区分天体物理性质的异常（例如星点）和由于仪器或大气影响而产生的相关噪音。我们的解决方案是用两台位于不同天文台的望远镜同时观测凌日事件。目标。利用这种观测策略，我们寻找两个凌日行星系的光变曲线中的异常，并精确地估计它们的物理参数。方法.我们提出了第一次测光后续过境行星HAT-P-16 b，和新的测光观测WASP-21 b，同时获得两个中等望远镜位于不同的国家，使用望远镜散焦技术。我们对这些和其他已发表的数据进行了建模，以估计这两个行星系的物理参数。结果同时进行的观测并没有突出光变曲线的特殊特征，这与两颗恒星的低活动水平是一致的。对于HAT-P-16，我们计算了一个新的星历表，发现这颗行星比最初的估计要冷1.3 σ，也更小（Rb = 1.190 \pm 0.037 RJup），这表明存在一个巨大的核心。我们对这个系统的物理参数指向一个比以前认为的更年轻的年龄。WASP-21的结果显示，行星的质量和密度值比发现论文中的值低（分别为1.0 σ和1.4 σ），这与随后的研究一致。我们没有发现任何证据表明在这两个系统中有任何过境时间变化。
2013-07-22 astro-ph.EP
Measuring the Galactic Distribution of Transiting Planets with WFIRST
WFIRST微透镜任务将测量数百万颗恒星的精确光变曲线和相对视差，使其有可能沿着视线描述短周期凌日行星并进入银河系凸起。这些光变曲线将使超过100，000个凌日行星的探测成为可能，这些行星的主恒星已经测量了距离。虽然这些行星中的大多数无法被追踪，但WFIRST数据中的数千颗热彗星可以通过检测它们的次日食直接确认。此外，在WFIRST微透镜巡天期间，通过探测凌日时间的变化，可以确认一些小行星系统。最后，通过排除潜在的误报，更多的行星可能会得到验证。WFIRST凌日和微透镜的结合将提供一个完整的行星系结构的图片，从最短的周期到未绑定的行星，作为银河系距离的函数。
2017-01-08 astro-ph.EP
Constraining the origin of giant exoplanets via elemental abundance measurements
近地巨行星的起源是行星形成理论中的一个关键问题。两种主要的模式是（i）在外盘形成，然后迁移和（ii）原位形成。在这项工作中，我们确定的大气成分的暖对流层形成的情况。我们进行N体模拟的星子吸积内部和外部的水冰线的各种行星形成的位置，行星质量，和星子的大小，以估计吸积的重元素质量和最终的行星组成。我们发现这两个模型有很大的不同：迁移的巨行星的金属丰度比原地形成的行星高2-14倍。耐火材料和挥发物之间的比率被发现在迁移行星上高于1，但在原地形成的行星上低于0.4。我们还确定了这两种形成机制的重元素富集和行星质量之间非常不同的趋势。虽然迁移行星的金属丰度随着行星质量的减少而增加，但对于原位形成来说，它几乎是恒定的。我们的研究强调了测量暖云的大气成分及其与其形成和演化路径的联系的重要性。
2022-10-06 astro-ph.EP
Prospects for Measuring Planetary Spin and Frame-Dragging in Spacecraft Timing Signals
卫星跟踪涉及向地球发送电磁信号。航天器的轨道和电磁信号本身都受到时空曲率的影响。脉冲的到达时间与当地时钟的滴答声进行比较，以高精度重建卫星的轨道路径，并隐含地测量广义相对论效应。特别是，史瓦西空间曲率（静态）和由于行星自转而产生的坐标系拖曳（静止）会影响卫星的轨道。相对论效应对信号光子路径的主要影响是静态空间曲率引起的Shapiro延迟。我们计算这些影响的一些当前和拟议的空间任务，使用四个维度的哈密顿公式。对于高度偏心的轨道，例如在朱诺号任务和卡西尼号大结局中，相对论效应具有类似踢的性质，如果它们的签名被正确地建模为时间的函数，这可能有利于检测它们。框架拖曳似乎，原则上，朱诺号和卡西尼号可以测量，但伽利略5号和6号不能测量。实际测量需要从牛顿的“前景”（如对航天器轨道和信号传播都有影响的引力四极）中解开框架拖曳。前景问题有待解决。
2017-07-02 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Measuring the atomic composition of planetary building blocks
挥发性分子对类地行星的可居住性至关重要，但很难直接观察行星在原行星盘的中平面形成的位置。目前还不清楚内部1 AU的盘是否是挥发性贫乏的，或者这个区域是否从较冷的盘区域重新供应了富含冰的尘埃。在限定盘间隙的径向压力最大值处的灰尘捕集器可以将内部盘与这种挥发性储存器切断。然而，陷阱的保留效率和被困粉尘的原子组成还没有被测量。我们提出了一种新的技术来测量的绝对原子丰度的气体吸积到金牛座T星，并推断大规模的原子组成和分布的中平面固体保留在磁盘周围的年轻恒星TW Hya。我们确定线发射的TW Hya的尘埃升华边缘内的气相材料。最强H Paschen线的高斯分解隔离了内部盘的氢发射。我们测量几个关键的元素丰度，相对于氢，使用化学光电离模型和推断尘埃滞留在磁盘。用一维输运模型，我们确定了不同元素的粉尘捕集器的近似径向位置和保留效率。从TW Hya的热气体中，挥发性和难熔元素的损耗分别为~10^2和高达10^5。超越CO和N2雪线的灰尘陷阱累计隔离总灰尘的96%，而在2 AU的陷阱保留3%的初始灰尘质量。Si，Mg和Ca的高消耗被解释为在0.3 AU的第三个陷阱。TW Hya在其外环结构中具有丰富的C-和N-冰的显著挥发性储层。然而，缺乏碳再供应可能会使类地行星形成区域干燥和碳贫乏。任何在0.3天文单位的硅酸盐尘埃陷阱中形成的行星，在挥发性耗尽的程度上可能与地球相似。
2020-09-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Physical properties and transmission spectrum of the WASP-74 planetary system from multi-band photometry
我们提出了宽波段测光的热木星WASP-74 b的11个行星凌日，使用三个中等级别的望远镜和采用望远镜散焦技术。通过I滤光片监测大部分的跃迁，并且在五个光学（U，g '，r'，i '，z'）和三个近红外（J，H，K）通带中同时观察到一个跃迁，总共18条光变曲线。我们还获得了宿主恒星的新的高分辨率光谱。我们使用这些新数据来回顾WASP-74行星系的轨道和物理特性。我们能够更好地限制主要系统的特征，测量热木星和它的宿主恒星的半径和质量都比以前在文献中报道的要小。将我们的光学数据与HST在近红外的光学数据相结合，我们建立了该行星的观测透射光谱，这表明在其大气中存在强烈的光学吸收剂，如TiO和VO气体。
2019-03-07 astro-ph.EP
Measuring Be depletion in cool stars with exoplanets
我们提出了新的UVES光谱的样本14个主要是冷未进化的恒星与行星的同伴，目的是研究可能存在的差异，丰富的恒星没有检测到行星。我们确定这些恒星的丰度，显示出增加的被耗尽，因为我们移动到较低的温度。我们进行了差分分析的光谱模拟恒星和没有行星，以建立一个可能的差异，在内容。虽然热的恒星没有可测量的差异被发现在Be，为唯一的冷（Teff ~ 5000 K）的行星宿主恒星与几个类似物的样品中，我们发现增强的Be耗尽0.25 dex。这是第一个迹象表明，在太阳型恒星与行星的额外耗尽的锂也可能发生的Be，但转向较低的温度（Teff < 5500 K），由于对流信封的深度。行星系统形成的过程可能会影响其宿主恒星内部物质的混合，从而影响轻元素的丰度。
2010-12-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
The resilience of Kepler systems to stellar obliquity
开普勒任务及其后继者K2带来了一连串的凌日行星。这些行星系中有许多都有多个成员，但也有很大一部分只有一个凌日行星。这种过多的单星系导致了一种建议，即多达一半的开普勒系统可能在轨道之间具有显著的相互倾斜，从而减少了凌日数（所谓的“开普勒二分法”）。在最近的一篇论文中，Spalding & Batygin（2016）证明了，如果恒星的自转轴相对于行星轨道平面有足够的偏差，那么年轻扁圆恒星产生的四极矩能够使近距离行星系的组成轨道发生偏差，足以减少它们的凌日数。此外，密集的行星系在这一过程中很容易变得不稳定。在这里，我们调查的普遍存在的恒星密度驱动的不稳定性系统内的多重性的范围。我们发现，大多数行星系的分析，包括那些只有2颗行星，经历不稳定的恒星旋转周期小于3天，恒星倾斜30度的顺序。此外，我们能够在K2-38系统中对恒星的平行度设置上限（平行度<20度），目前还没有其他测量自旋轨道错位的方法。鉴于已知的参数的T-Tauri星，我们预测，1/2的超地球质量系统可能会遇到的不稳定性，在一般的分数通常提出来解释观测到的单凌系统的丰度。
2018-03-03 astro-ph.EP
Mass and Eccentricity Constraints in the WASP-47 Planetary System from a Simultaneous Analysis of Radial Velocities & Transit Timing Variations
精确测量单个行星系中行星的质量、密度和轨道动力学是理解行星形成的重要途径。WASP-47系统有一个不寻常的架构，激发了一个复杂的形成理论。该系统包括一颗热木星（“b”），由内部（“e”）和外部（“d”）的亚海王星包围，以及一颗长周期偏心巨行星（“c”）。我们同时模拟了开普勒K2任务和118径向速度的过境时间，以确定WASP-47行星的精确质量，密度和开普勒轨道要素。结合RV和TTV提供了一个更好的估计行星d的质量（13.6 \pm 2.0~M_ \odot）比只获得RV（$12.75\pm2.70~M_\odot$）或TTV（$16.1\pm3.8~M_\odot$）。行星e和d的密度相对于它们的大小来说是很高的，这与光蒸发和/或在挥发物贫乏的环境中形成的历史是一致的。通过我们的RV和TTV分析，我们发现行星轨道具有类似于太阳系行星的偏心率。WASP-47系统与我们自己的太阳系有三个相似之处：（1）行星轨道接近圆形和共面，（2）行星没有被困在平均运动共振中，（3）行星有不同的组成。目前的单一过程系外行星形成理论都没有充分再现WASP-47系统（或我们的太阳系）的这三个特征。我们认为，WASP-47，像太阳系，形成于两个阶段：第一，巨行星形成在一个富含气体的磁盘和迁移到他们现在的位置，第二，高密度的亚海王星形成在一个气体贫乏的环境原位。
2017-03-25 astro-ph.EP
Measuring Sub-Kelvin Variations in Stellar Temperature with High-Resolution Spectroscopy
本研究受精密径向速度算法启发，提出一种利用全光谱信息测量恒星盘平均温度变化、精度达亚开尔文级的新方法，经多台望远镜多波段数据验证，可用于表征恒星活动及相关观测影响。
2024-09-11 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A New Method For Studying Exoplanet Atmospheres Using Planetary Infrared Excess
迄今为止，观测者揭示系外行星大气层的组成或热结构的能力主要依靠两种技术：高对比度直接成像和对凌日系外行星的时间序列观测。前者目前仅限于描述年轻的大质量物体的特征，而后者则需要接近90度的轨道倾角，从而将大气研究限制在系外行星总数的一小部分。在这里，我们提出了一种观测和分析技术，用于研究非凌日系外行星的大气层，该技术依赖于获取同时的宽波长光谱和从恒星光谱中分辨行星红外发射。这种方法可以提供一种有效的手段来研究系外行星的大气动力学，使用稀疏采样的相位曲线观测或机制，以寻找生命迹象的非过境系外行星轨道最近的M-矮星（如Proxima Centauri）。如果詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的观测结果证明这种测量行星红外过量（PIE）的方法是有效的，那么这种测量行星红外过量（PIE）的方法将打开附近大量非凌日系外行星的大气特征。
2020-07-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Prospects for Characterizing Host Stars of the Planetary System Detections Predicted for the Korean Microlensing Telescope Network
我研究了约束透镜通量的可能性（即，主恒星）的类型的行星系统，韩国微透镜望远镜网络预测发现。我检查的潜力，以获得透镜通量测量1）成像的镜头，一旦它是从源空间分辨，2）测量的微透镜目标（镜头+源）的点扩散函数的伸长率时，镜头和源仍然是未解决的，和3）采取及时的后续测光。在每种情况下，我模拟观测程序的一个代表性的例子，目前的地面自适应光学（AO）设施（特别是NACO的VLT），未来的地面AO设施（GMTIFS的GMT），和未来的空间望远镜（NIRCAM的$JWST$）。鉴于预测的相对透镜源自行分布，我发现，透镜通量可以测量到$σ_{H_{\ell}} \leq 0.1$的精度为$\gtrsim$ 60 $\%$的行星探测$\geq$ 5年后，每个微透镜事件，一个模拟的观测程序，使用GMT图像解决透镜。$JWST$上的NIRCAM将能够通过成像分辨晶状体，对事件$Δt$ = 10年后的$\sim$ 28 $\%$进行同等高精度测量。我还探讨了各种混合成分的影响，将有来自即时后续测光的质量，包括同伴的镜头，同伴的来源，和无关的interloping明星。我发现未被发现的混合星会导致灾难性的故障（即，$>$ 50 $\%$分数不确定性在推断的透镜质量）为$\lesssim$（16 $\cdot f_{\rm bin})\%$的行星探测，其中$f_{\rm bin}$是联星分数，这些失败大多数发…
2014-10-17 astro-ph.EP
Measuring Regolith Strength in Reduced Gravity Environments in the Laboratory
本文设计开发了剪切与压缩单元（SCC），结合落塔模拟减重力与微重力环境，测量颗粒材料的杨氏模量、内摩擦角等关键力学性质，为小行星和卫星等行星探测任务中风化层行为研究提供重要工具。
2024-11-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Can the masses of isolated planetary-mass gravitational lenses be measured by terrestrial parallax?
最近，Sumi等人（2011年）报告了大量行星质量天体的证据，这些天体要么是未束缚的，要么是在大于10天文单位的轨道上围绕宿主恒星运行的。他们的结果是从2006年和2007年MOA合作观测到的引力微透镜事件持续时间的统计分布中推断出来的。在这里，我们研究的可行性，通过检查一个特定的事件，MOA-2011-BLG-274微透镜测量单个PMO的质量。这个事件是不寻常的，因为持续时间短，放大率高，源尺寸效应大，爱因斯坦角半径小。此外，在晴朗的天空和低气团下，从相距甚远的地点对它进行了密集监测。Choi等人（2012）得出结论，该事件的晶状体可能是PMO，但他们没有尝试测量其质量。我们在这里报告一个重新分析的事件使用重新减少的数据。我们确认了Choi等人的结果，并尝试使用地球视差效应测量透镜的质量和距离。地面视差的证据被发现在3西格玛水平的信心。对数据的最佳拟合得到透镜的质量和距离分别为0.80 +/- 0.30 M_J和0.80 +/- 0.25 kpc。我们排除了一个主恒星的镜头了一个分离~ 40 AU。根据我们对MOA-2011-BLG-274的分析，我们提出了未来微透镜调查的观测策略，以获得更清晰的PMO结果，包括那些超地球质量的PMO。
2014-12-04 astro-ph.EP
MIRECLE: Science Yield for a Mid-IR Explorer-Class Mission to Study Non-Transiting Rocky Planets Orbiting the Nearest M-Stars Using Planetary Infrared Excess
最近的研究表明，有可能利用一种新的观测和数据分析技术，利用混合光研究非凌日系外行星的大气层，这种技术依赖于同时获取宽波长光谱，并通过同时拟合恒星和行星光谱特征，从恒星光谱中分辨行星红外发射。这种新的数据分析技术被称为行星红外过量（PIE），它有可能为用相对适中的望远镜孔径测量最近恒星周围非凌日岩石行星的MIR相位曲线开辟机会。我们提出了一个任务和仪器概念，我们称之为和平号系外行星气候探测器（MIRECLE）的性能和科学产量的模拟，具有宽波长覆盖范围的中等尺寸低温望远镜的概念（1 - 18微米）和低分辨率（R ~ 50）这是一台光谱仪，设计用于同时检测冷岩石发射所需的波长覆盖和极端通量测量精度行星与PIE我们提出了探索性的模拟PIE测量附近的行星Proxima Cen b的潜在的科学收益，显示出潜在的测量与相对温和的观测时间的组成和结构的类地大气。我们还提出了几个任务架构和性能指标的整体科学收益，并讨论了技术性能要求和潜在的望远镜和仪器技术，可以满足这些要求。
2022-07-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Breaking Degeneracies in Formation Histories by Measuring Refractory Content in Gas Giants
将行星形成与大气成分联系起来一直是行星科学界的长期目标。到目前为止，大多数模拟研究都集中在预测巨行星大气中重元素的富集程度和C/O比。虽然这个框架对气态巨行星的潜在形成位置提供了有用的限制，但单靠碳和氧的测量还不足以确定一颗气态巨行星的起源。在这里，我们表明，表征耐火元素的丰度（例如，硅、铁）可以打破这些简并性。难熔元素存在于整个盘的大部分固相和它们的大气丰度，因此反映了形成过程中的固体与气体的吸积比。我们引入了一个新的框架，参数化的气体巨系外行星的大气丰度的形式：Si/H，O/Si和C/Si。Si/H追踪了行星的固体与气体的吸积比率，大致等同于早期的“金属性”概念。对于O/Si和C/Si，我们提出了一个全球性的图片，他们的变化与距离和时间的基础上，我们知道从太阳系陨石和最新的了解变化的原行星盘内的热处理。我们表明，超热的气体是使用这个框架进行大气表征研究的理想目标，因为我们可以测量气相中耐火材料，氧和碳的丰度。最后，我们提出，热的硅酸盐云和低水丰度可能会增加他们的信封之间的煤烟线和水雪线。
2023-02-01 astro-ph.EP
A Near-Infrared Spectral Library of Very Young Brown Dwarfs and Planetary-Mass Objects in the Orion Nebula Cluster
本文基于Keck I/MOSFIRE近红外光谱构建了猎户座星云星团25个年轻褐矮星和行星质量天体的光谱库，确认其年轻年龄与成员身份，发现低至7 M_Jup天体的吸积盘证据，并揭示其盘快速耗散及光谱演化特征。
2025-08-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
So close, so different: characterization of the K2-36 planetary system with HARPS-N
K2-36是一颗K矮星，由开普勒/K2发现的两颗小行星（$R_{\rm b}=1.43\pm0.08$ $R_\oplus$和$R_{\rm c}=3.2\pm0.3$ $R_\oplus$）围绕，近距离（$a_{\rm b}$ =0.022 AU和$a_{\rm c}$ =0.054 AU）过境行星。它们是最近从开普勒数据分析中出现的两个小行星家族（$R_{\rm p}$ <4 $R_\oplus$）的代表，可能具有不同的结构，组成和演化途径。我们修改了基本的恒星参数和行星的大小，并提供了它们的质量和体积密度的第一次测量，我们用它来推断它们的结构和组成。我们用HARPS-N摄谱仪对K2-36进行了为期3.5年的观测，收集了81个有用的径向速度测量值。这颗恒星是活跃的，有证据表明在观测时间跨度内磁场活动水平不断增加。由于恒星活动的贡献，径向速度散射为$\sim$ 17 \ms，远大于行星信号的半振幅。我们测试了不同的方法来减轻恒星活动对径向速度时间变化的贡献，并以良好的精度测量行星质量。我们发现K2-36可能是一个$\sim$ 1 Gyr老系统，并通过高斯过程回归处理恒星活动，测得行星质量$m_{\rm b}$ =3.9 $\pm$ 1.1 $M_\oplus$和$m_{\rm c}$ =7.8 $\pm$ 2.3 $M_\oplus$。导出的行星体积密度$ρ_{\rm b}$ =…
2019-02-05 astro-ph.EP
Measuring the orbit shrinkage rate of hot Jupiters due to tides
恒星和靠近的系外行星之间的潮汐相互作用导致行星轨道收缩，最终导致行星的潮汐破坏。测量轨道的收缩将允许测量恒星的潮汐质量参数（$Q'_\star$），这是获得恒星内部信息的重要参数。我们分析了来自TESS的两个已知拥有近距离热彗星的目标WASP-18和WASP-19的数据，以测量当前对轨道周期变化的限制，并对$Q'_\star$提供新的约束。我们使用所有可用的TESS观测数据对凌日形状进行了建模，并拟合了每次凌日的个别凌日时间。我们使用以前公布的过境时间与我们的结果，以适应两个模型，一个恒定的周期模型，和二次轨道衰减模型，MCMC算法。我们发现WASP-18 b的$(-0.11\pm0.21)\times10^{-10}$和WASP-19 b的$(-0.35\pm0.22)\times10^{-10}$的周期变化率，我们没有发现这些目标的轨道衰变的显着证据。我们获得了WASP-18中$(1.42\pm0.34)\times10^7$和WASP-19中$(1.26\pm0.10)\times10^6$的$Q'_\star$的新下限，分别对应于$-0.45\times10^{-10}$和$-0.71\times10^{-10}$的轨道衰变率的上限，置信水平为95%。我们将我们的结果与潮汐衰变研究的其他相关目标进行比较。我们发现WASP-18 b和WASP-19 b的轨道衰变率似乎小于WA…
2022-10-28 astro-ph.EP
Decoding the Future of Exoplanets: Asteroseismic Confirmation of Subgiant and Red Giant Hosts
本研究利用星震学精确测量五颗类太阳振荡系外行星宿主星的偶极重力模周期间距，确认其处于亚巨星或红巨星支阶段，为预测行星被膨胀宿主星吞没的命运及理解恒星与行星系统演化提供了关键依据。
2024-11-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Development and Application of Tools to Characterize Transiting Astrophysical Systems
自从20多年前发现第一颗系外行星以来，越来越需要光度和光谱模型来表征这些系统。虽然成像已被广泛用于太阳系天体和星系等扩展天体，但典型行星系的小角度范围使其难以或不可能解决。然而，像测量总亮度或光谱这样的空间综合观测可以以合理的成本进行。这篇论文的重点是在过境系统的背景下，表现出一些现象，可以利用表征光度模型。首先，我们展示了流行的方法过境系外行星的发现和表征的热木星HAT-P-27 b的地面观测。我们展示了凌日如何使我们能够约束行星的质量，半径和轨道倾角，这将是不可能的，例如，仅基于径向速度测量。接下来，我们对另一颗热木星HAT-P-1b进行反射光谱分析，使用主星的双星作为参考，以消除信号中的系统误差。在这里，该系统的凌日性质使我们能够寻找行星反射的非常微弱的光。我们也适用于行星过境的想法，调查的可行性过境观测天体物理系统的规模非常不同：恒星在星系核可能过境的吸积盘的超大质量黑洞在银河系中心。最后，我们专注于映射点的恒星表面使用凌日。这种方法已经使用了十年，并帮助限制恒星旋转或轨道几何在一些系统。我们研究HAT-P-11上的恒星黑子，以了解更多关于恒星旋转的信息，并调查黑子本身的大小和对比度。
2014-08-02 astro-ph.EP
XUV-driven mass loss from extrasolar giant planets orbiting active stars
高温彗星的上层大气受到极端辐射条件的影响，可能导致快速的大气逃逸。这些行星上层大气的组成和结构受到宿主恒星高能光谱的影响。这种发射取决于恒星的类型和年龄，因此这是了解系外行星大气行为的重要因素。在这项研究中，我们专注于太阳系外的巨行星（EPG）的轨道K和M矮星。使用日冕模型构建了三颗不同恒星--波江座、狮子座AD和显微镜座AU的XUV光谱。中性密度和温度分布在上层大气中的假设EGPs轨道这些恒星，然后从流体模型，将大气化学和大气逃逸考虑。我们发现，一个简单的缩放完全基于主恒星的X射线发射给出了很大的误差，从行星大气的质量损失率，所以我们已经推导出一种新的方法来缩放太阳光谱的EUV区域的恒星X射线发射的基础上。这种新方法产生的结果在行星的中性高层大气非常类似于使用主恒星的详细日冕模型获得。我们的研究结果表明，在行星受到来自活跃恒星的辐射，从金斯逃逸过渡到大气层顶部的流体动力学逃逸制度发生在较大的轨道距离比低活动恒星（如太阳）周围的行星。
2014-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Deep-learning based measurement of planetary radial velocities in the presence of stellar variability
NASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院NASA喷气推进实验室）；Penn State University（宾夕法尼亚州立大学）
提出深度学习测量恒星活动下微小行星径向速度，多线CNN可恢复0.2m/s半振幅、50天周期行星，误差小，有前景。
2023-05-09 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Measuring the Mean Plane of the Distant Kuiper Belt
本文测量了遥远柯伊伯带的平均平面，发现其在80-400 AU存在翘曲，可能由一颗质量介于水星和地球之间的不可见行星引起，LSST巡天将验证此发现。
2025-09-09 astro-ph.EP
Constraining stellar rotation and planetary atmospheric evolution of a dozen systems hosting sub-Neptunes and super-Earths
我们约束行星大气质量分数的时间的分散的原行星盘和恒星自转速率的演变为十几个多行星系统，主机子海王星和/或超级地球。我们采用了一个定制开发的Python代码，我们称之为Pasta（行星大气和恒星旋转rAtes），它在贝叶斯框架内运行，以模拟系外行星的大气演化。该代码结合了MESA恒星演化轨迹，描述行星结构的模型，恒星旋转和活动水平相关的模型，以及基于流体动力学模拟结果预测行星大气质量损失率的模型。通过MCMC方案，我们检索了所有考虑的参数的后验PDF。对于大于2 Gyr的年龄，我们发现$\bar{y}=0.38_{-0.27}^{+0.38}$的中位自旋下降（即$P(t)\propto t^y$），表明旋转衰减略慢于经典文献值（$\approx$ 0.5），但仍在$1σ$范围内。在年轻的时候，我们发现了一个中等的自旋下降（即$P(t)\propto t^x$）的$\bar{x}=0.26_{-0.19}^{+0.42}$，这是低于在年轻的疏散星团中观察到的，但在$1σ$。然而，这两个结果可能是由于选择偏差，因为适合Pasta分析的系统至少包含一颗以氢为主的大气的行星，这意味着主恒星更有可能演变为一个缓慢的旋转体。我们进一步寻找所考虑的行星的初始大气质量分数和系统参数之间的相关性，但没有找到任何。TESS、CHEOPS和PLATO任务将有助于识别和精确测量符合帕斯塔分析的系统，从而可能…
2021-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exploring Exoplanet Dynamics with JWST: Tides, Rotation, Rings, and Moons
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Princeton University（普林斯顿大学）
JWST通过探测系外行星大气和轨道属性，揭示潮汐、自转、环和卫星等动力学现象。
2025-12-05 astro-ph.EP
An extended hydrogen envelope of the extremely hot giant exoplanet KELT-9b
巨大的系外行星在靠近它们的主星的轨道上运行，由于它们接受了巨大的恒星辐射，因此温度很高。极端的能量输入导致大气膨胀和中性氢的逃逸。在热的巨行星中，一个特别有趣的例子是KELT-9 b--一颗系外行星，它的轨道非常接近一颗早期的A型恒星，在迄今为止已知的所有系外行星中温度最高（日侧约4600 K）。这样一颗独特行星的大气成分和动力学一直是未知的。在这里，我们报告了第一次检测到的扩展热氢气氛周围KELT-9 b。探测是通过测量凌日过程中的氢原子吸收来实现的，巴尔末Hα线异常强烈，主要是由于来自恒星的高水平极紫外辐射。我们探测到Hα吸收的显著波长偏移，这主要归因于行星轨道运动。所获得的透射光谱具有显著的线对比度（在Hα线中心处的1.15%额外吸收）。观测结果表明，Hα线中心的有效半径约为行星半径的1.64倍，表明该行星有一个很大程度上扩展的氢包层，接近洛希瓣（1.91 Rplanet）的大小，可能正在经历剧烈的大气逃逸。
2018-07-02 astro-ph.EP
Zodiacal Exoplanets In Time (ZEIT) I: A Neptune-sized planet orbiting an M4.5 dwarf in the Hyades Star Cluster
研究年轻行星系的特性可以揭示行星在最形成时期的动力学和结构如何演变。最近对附近年轻星团（10-800百万年）的K2观测使这种行星系的发现成为可能。在这里，我们报告发现了一颗海王星大小的行星，它在毕宿星团（650-800百万年）中穿过一颗M4.5矮星（K2-25）。光变曲线在1.88天显示出强烈的周期性信号，我们将其归因于光斑覆盖和旋转。利用高分辨率近红外光谱仪IGRINS测量了该系统的径向速度，证实了该行星的宿主是毕星团的一员。这使我们能够根据EPIC 210490365的运动学和成员资格计算出毕宿星团的距离，这反过来又提供了恒星半径和质量的5- 10%，比目前大多数开普勒M矮星（12-20%）更好。我们使用推导出的恒星密度作为先验拟合的K2过境测光，这提供了弱约束偏心率。利用自适应光学成像和高分辨率光谱的组合，我们排除了信号是由于一个约束或背景食双星的可能性，确认了凌日的行星起源。EPIC 210490365 b的半径（$3.43^{+0.95}_{-0.31}$ R $_{E}$）比轨道周期（3.484天）和主恒星质量（0.29 $M_{\odot}$）相似的老开普勒行星大得多。这表明，近距离行星在最初的几百万年后会失去一些大气层。其他来自K2的毕宿星团、昂宿星团和Praesepe星团周围的凌日行星将有助于确认这颗行星是否是非典型的，或者是其他类似年龄的近距离行星的代表。
2016-02-08 astro-ph.EP
Optical and Near-Infrared Spectra of sigma Orionis Isolated Planetary-mass Objects
我们已经获得了低分辨率的光学（0.7-0.98微米）和近红外（1.11-1.34微米和0.8-2.5微米）光谱的12个孤立的行星质量的候选人（J = 18.2-19.9等）的300万年猎户座σ星团，以确定非常年轻的，亚恒星矮星的光谱特性和组装一个完整的集群质量函数。我们通过与高重力和低重力标准进行目视比较，并通过测量新定义的光谱指数，对目标进行了分类。我们分别使用高重力标准和低重力标准推导出L0-L4.5和M9-L2.5。我们的目标揭示了年轻的清晰路标，从而证实了它们的星团成员资格和行星质量（6-13 Mjup）。这些观测通过光谱确认行星质量域达到$\sim$ 75%的置信水平，完成了猎户座σ质量函数。我们的光谱与BT-Settl太阳金属丰度模型大气的比较产生了2350-1800 K的温度标度和log g ~ 4.0 [cm/s2]的低表面重力，正如对年轻行星质量物体的预期。我们讨论了作为谱型函数的团簇最小质量总体的性质。我们还获得了猎户座σ方向的T矮星S Ori 70的第一个光谱。我们的数据提供了非常年轻的L矮星的参考光学和近红外光谱和质量函数，可用作未来研究低质量亚恒星物体和系外行星的模板。将猎户座σ质量函数外推到太阳附近可能表明，温度为200-300 K、质量在6-13-Mjup区间的孤立行星质量天体可能与质量非常低的恒星一样多。
2017-05-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Measuring Elemental Abundances of JWST Target Stars for Exoplanet Characterization I. FGK Stars
随着JWST的发射，我们将获得比以往任何时候都更精确的系外行星数据。然而，这些数据只能在行星-恒星形成的更大背景下提供信息并彻底改变我们对系外行星的理解。因此，更深入地了解它们的宿主恒星与即将到来的JWST数据同样重要和协同。我们提出了详细的化学丰度剖面的17 FGK恒星，将被观察到的系外行星为重点的周期1 JWST观测程序。分析的元素（C，N，O，Na，Mg，Si，S，K和Fe）被特别选择为对行星的组成和形成提供信息。使用档案高分辨率光谱从各种来源，我们进行LTE等效宽度分析，以获得这些丰度。我们期待文献来源来校正非LTE效应的丰度，特别是O、S和K，其中校正很大（通常是$> 0.2~\textrm{dex}$）。有了这些丰度及其比值，我们将开始描绘这项工作所分析的行星系的更清晰的图像。通过我们的分析，我们可以深入了解热彗星的组成和迁移程度，以及富含碳的陆地世界的可能性。
2022-07-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
The second multiple-planet system discovered by microlensing: OGLE-2012-BLG-0026Lb, c, a pair of jovian planets beyond the snow line
我们报告了通过观测高倍微透镜事件OGLE-2012-BLG-0026发现的一个行星系。透镜光变曲线表现出复杂的中心扰动与多个功能。我们发现，扰动是由两个行星位于附近的爱因斯坦环的行星宿主恒星。我们确定了4个可能的解决方案，从众所周知的关闭/宽简并。通过测量透镜视差和爱因斯坦半径，我们估计了行星系的物理参数。根据最佳拟合模型，这两颗行星的质量分别为~0.11 M_Jupiter和0.68 M_Jupiter，它们围绕一颗质量为~0.82 M_Sun的G型主序星运行。在所有四个解决方案中，单个行星的预测分离都超出了雪线，在最佳拟合解决方案中为~3.8 AU和4.6 AU。反投影的分离都是单独较大的，并且顺序可能颠倒。这是第二个通过微透镜发现的两颗行星都在雪线之外的多行星系统。这是唯一一个这样的系统（除了太阳系），测量行星质量没有sin（i）简并。该行星系位于距离地球4.1千秒差距的银河系中心。很有可能，来自其他恒星而不是透镜恒星的额外光线来自透镜本身。如果这是正确的，就有可能从后续观测中获得有关行星宿主恒星的详细信息。
2012-12-04 astro-ph.EP
Measuring precise radial velocities and cross-correlation function line-profile variations using a Skew Normal density
恒星活动是使用径向速度（RV）技术探测低质量系外行星的主要限制之一。我们建议估计CCF的形状的变化，通过拟合的偏态正常（SN）密度，不像常用的正常密度，包括一个偏度参数捕捉恒星活动和对流蓝移引起的CCF的不对称性。使用模拟和实际观察，在不同的活动水平和信噪比下，将所提出的方法的性能与常用的正态密度进行比较。当考虑实际观测时，RV和CCF的不对称性之间的相关性以及RV和CCF的宽度之间的相关性在使用SN密度估计的参数时比使用通常采用的正态密度获得的参数时更强。使用所提出的SN方法，RV（定义为SN的中位数）上估计的不确定性平均比正态平均值上计算的不确定性小10%。SN的不对称性参数估计的不确定性平均比平分线反斜率跨度（BIS SPAN）测量的不确定性小15%，BIS SPAN是评估CCF不对称性的常用参数。我们还提出了一个新的模型来解释恒星活动时，拟合行星信号RV数据。基于简单的模拟，我们能够证明，与通常用于解释恒星活动的模型相比，这种新模型将行星探测极限提高了12%。SN密度是一个比正常密度更好的模型来表征CCF，因为用于探测恒星活动的相关性更强，RV估计的不确定性和CCF的不对称性都较小。
2018-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR stat.AP
A photometric study of the hot exoplanet WASP-19b
背景：当行星凌日其主星时，可以测量行星半径和（径向速度数据）行星质量。为了研究行星大气，必须获得多波长的凌日和掩星测量。目的：我们的目标是通过从凌日和掩星的专门观测活动中获得准确和精确的行星参数来描述凌日热木星WASP-19 b。研究方法：利用EulerCam和TRAPPIST，我们在r ′-Gunn，IC，z ′-Gunn和I+z ′滤波器上共获得了14条凌日光变曲线和10条z ′-Gunn掩星光变曲线。我们还在VLT上用HAWK-I的窄带滤光片NB 1190测量了1.19微米的掩星，得到了一条光变曲线。我们对所有新数据和一些存档数据进行了全球MCMC分析，以改进行星参数并测量z '波段和1.19微米的掩星深度。结果如下：我们测量了一颗行星的半径R_p = 1.376（+/-0.046）R_j，行星质量M_p = 1.165（+/-0.068）M_j，并发现了一个很低的偏心率e = 0.0077（+/-0.0068），与圆轨道相容。我们已经探测到z '带掩星的3 σ显著性，测得它的dF_z'= 352（+/-116）ppm，比以前公布的小2倍多。1.19微米处的掩星仅在dF_1190 = 1711（+/-745）ppm处受到轻微限制。结论：我们已经证明，如果观测到相当数量的个别事件，即使是1 m级望远镜也可以探测到可见光中的掩星。我们的研究结果表明，WASP-19 b的大气层以氧…
2013-03-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
One year of AU Mic with HARPS: I -- measuring the masses of the two transiting planets
围绕明亮年轻的M矮星AU Mic的两颗海王星大小的行星系统提供了一个独特的机会来测试行星形成，早期演化和恒星-行星相互作用的模型。然而，主恒星强烈的磁场活动使得通过径向速度（RV）方法测量行星的质量非常具有挑战性。我们报告了一个为期1年的，密集的监测活动的系统使用91个观测与HARPS摄谱仪，允许详细的建模的$\sim 600\, \rm{m\,s^{-1}}$峰到峰活动引起的RV变化。我们使用多维高斯过程框架同时对这些信号和行星信号进行建模。我们分别用$\rm{K_b} = 5.8 \pm 2.5\, \rm{m\,s^{-1}}$和$\rm{K_c} = 8.5 \pm 2.5\, \rm{m\, s^{-1}}$的半振幅检测后者。由此产生的质量估计值，$\rm{M_b} = 11.7 \pm 5.0\, \rm{M_{\rm \oplus}}$和$\rm{M_c} = 22.2 \pm 6.7\, \rm{M_{\rm \oplus}}$，表明行星b的密度可能较低，行星c的密度比以前认为的要大得多。这些结果与当前的堆芯吸积标准模型有矛盾。他们认为这两颗行星都吸积了一个比预期小的H/He包层，并且这两颗行星的包层分数之间的趋势与理论预测的相反。
2022-03-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
KELT-9 as an eclipsing double-lined spectroscopic binary: a unique and self-consistent solution to the system
凌日热彗星提供了一个独特的机会，测量绝对行星质量，由于其径向速度信号的大小和已知的轨道倾角。测量行星质量对于理解大气动力学和极端恒星辐射下的逃逸至关重要。在这里，我们提出了超热木星系统，KELT-9，作为一个双线光谱双星。这使我们能够直接和经验性地限制恒星及其行星伴星的质量，而无需参考任何理论恒星演化模型或经验恒星标度关系。使用来自PEPSI，HARPS-N和TRES光谱仪的多个时期的数据，我们应用最小二乘反卷积来测量出过境恒星的径向速度。利用PEPSI和HARPS-N数据集，我们使用透射光谱测量过境行星的径向速度。通过拟合捕获这些开普勒运动的圆轨道解，我们恢复了行星动力学质量为2.17 $\pm$ 0.56 $\mathrm{M_J}$，恒星动力学质量为2.11 $\pm$ 0.78 $\mathrm{M_\odot}$，两者都与发现论文一致。此外，我们认为，这个系统，以及像它这样的系统，是高度过度约束，提供了多个独立的途径，经验交叉验证模型独立的解决方案的系统参数。我们还讨论了这一修订后的质量大气逃逸的研究的影响。
2022-01-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
The formation of planetary systems with SPICA
在这个用ALMA和大型地面望远镜（如VLT，Keck和Subaru）对行星形成盘进行空间分辨观测的时代，我们仍然缺乏关于构建行星的材料的数量和组成的统计相关信息，例如总盘气体质量，尘埃中的冰含量，以及微行星中水的状态。SPICA是日本宇宙航空研究开发机构和欧空局为解决这些问题而联合开发的一项红外空间飞行任务概念。SPICA的关键独特能力使这项研究成为可能：（1）宽光谱覆盖范围10-220微米，（2）高线检测灵敏度（1-2）10-19 W m-2，远红外（SAFARI）R~2000-5000，中红外10-20 W m-2，R~29000（SMI，光谱分辨谱线轮廓），（3）0.45 mJy的高远红外连续灵敏度（SAFARI），和（4）点源调查的观测效率。本文详细介绍了中红外到远红外光谱在测量盘的气体质量和水/冰含量方面的独特性，以及这些量在行星形成期间如何演变。这些观测将阐明当盘耗尽其原始气体时的关键转变，进一步的行星形成需要由星子产生的次级气体。高光谱分辨率的中红外也是确定雪线的位置划分岩石和冰的质量水库内的磁盘和如何划分演变过程中的行星系的独特。关键固态带的红外光谱（中红外到远红外）对于评估广泛的径向混合（太阳系历史的一部分）是否是大多数行星系中发生的一般过程以及太阳系外的微行星是否与我们的太阳系彗星/小行星相似至关重要。...（略）
2021-06-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exoplanetary Detection By Multifractal Spectral Analysis
由于技术进步，在过去几年中发现的系外行星数量急剧增加。然而，当试图观察地球类似物时，通常很难测试检测的准确性。我们开发了一种基于时间多重分形的系外行星光谱观测分析的新方法，该方法识别表征围绕宿主恒星的行星轨道运动的时间尺度，以及由恒星特征（例如斑点）产生的时间尺度。没有拟合恒星模型的光谱数据，我们展示了如何使用噪声幅度作为信息源，从噪声数据中鲁棒地检测行星信号。对于凌日行星的观测，将这种方法与简单的几何学相结合，使我们能够将所获得的时间尺度与系外行星的主日食和次日食联系起来。利用地基和天基观测获得的数据，我们已经在HD 189733b上测试了我们的方法。此外，我们已经研究了使用这种技术在测量行星轨道运动通过多普勒频移检测。最后，我们分析了使用SOAP 2.0工具获得的合成光谱，该工具模拟了恒星光谱以及行星或斑点在一个轨道周期内对光谱的影响。我们已经证明，只要信号噪声比$\ge$ 75，我们的方法重建的行星轨道周期，以及在恒星表面上的一个点的旋转周期。
2016-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.comp-ph
Measuring the Obliquities of the TRAPPIST-1 Planets with MAROON-X
恒星相对于其行星系的相似性可以让我们深入了解该系统的形成和演化，并暗示该系统中存在其他物体。然而，M矮星，这是最有前途的目标，为大气后续行动，是代表性不足的方面，由于与精确测量相关的挑战的结晶性表征调查。在本文中，我们使用极高精度的径向速度摄谱仪MAROON-X来测量晚M矮星TRAPPIST-1的直径。利用Rossiter-McLaughlin效应，我们测量了系统的双折射度为$-2^{+17}_{-19}$度，恒星自转速度为2.1 $\pm$ 0.3 km/s $^{-1}$ .我们无法检测到恒星表面的差异旋转，我们发现，所有行星共享相同的相似性的模型是我们目前的数据所支持的。我们无法使用多普勒层析成像检测行星的特征，这可能是由于恒星旋转缓慢和数据信噪比低的结果。总的来说，TRAPPIST-1似乎具有较低的重复性，这可能意味着该系统具有较低的原始重复性。它似乎也是一个缓慢的旋转体，这与过去对该系统的描述和对恒星旋转周期的估计是一致的。MAROON-X数据允许通过Rossiter-McLaughlin效应精确测量恒星的亮度，突出了MAROON-X的能力及其在晚期昏暗恒星周围进行高精度RV测量的能力。
2022-11-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
ARIADNE: Measuring accurate and precise stellar parameters through SED fitting
精确测量恒星参数是增加我们对可观测宇宙的理解的一个关键目标。然而，目前的方法受到许多因素的限制，特别是这些方法所依赖的基本进化或大气模型的基础偏差和物理假设。在这里，我们介绍了我们的代码spectrAl eneRgy dilution bAmmoDel averagiNg fittEr（ARIADNE），它解决了这个问题，通过使用贝叶斯模型平均，将所有恒星模型的信息，以达到准确和精确的值。该代码使用光谱能量分布拟合方法，结合精确的盖亚距离，测量温度，log g，[Fe/H]，A $_{\text V}$和恒星半径。当与干涉测量半径相比，ARIADNE产生的值在很宽的恒星参数范围内非常一致，平均分数差仅为0.001 $\pm$ 0.070。我们目前采用了六种不同的模型，在某些情况下，我们发现它们之间的显着偏移，达到高达550 K和0.6 R $_\odot$的温度和半径，分别差异。例如，恒星半径的这种偏移会导致行星半径相差60%，从而在合并不同模型的结果时否定了均匀性。我们还发现了小于0.4-0.5 R $_\odot$的恒星的趋势，这表明需要做更多的工作来更好地模拟这些恒星，即使整体范围内的干涉测量的不确定性。我们主张使用ARIADNE提供附近的A到M矮星的改进的体参数，为未来的研究。
2022-04-07 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Bridging the Planet Radius Valley: Stellar Clustering as a Key Driver for Turning Sub-Neptunes into Super-Earths
大小介于地球和海王星之间的太阳系外行星（$R_{\rm p}=1{-}4~{\rm R}_\oplus$）具有双峰半径分布。这个“行星半径谷”将致密的岩石超级地球（$R_{\rm p}=1.0{-}1.8~{\rm R}_\oplus$）与更大的亚海王星（$R_{\rm p}=1.8{-}3.5~{\rm R}_\oplus$）分开，后者的岩石核心周围有一个气态氢氦包层。对于这个半径谷，人们提出了各种各样的假设，这些假设都依赖于行星系内部的物理学：主恒星的光蒸发，冷却行星核心驱动的长期质量损失，或者两种根本不同的行星形成模式之间的转变，因为气体从原行星盘中流失。在这里，我们报告的发现，行星半径分布表现出强烈的依赖于周围的恒星集群，其特征在于测量的位置-速度相空间密度与\textit{Gaia}。当将行星样本分为“场”和“密度过大”子样本时，我们发现，与相空间密度过大的系统相比，场中的行星系在半径谷以下表现出统计上显著（$p=5.5\times10^{-3}$）的行星缺乏。这意味着行星系的大尺度恒星环境是决定行星半径分布的关键因素。我们讨论了如何半径谷模型可能会修订后，我们的研究结果，并得出结论，需要一个多尺度，多物理场景，连接行星形成和演化，恒星和星团的形成，星系演化。
2020-11-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Lens Masses and Distances from Microlens Parallax and Flux
我提出了一种新的方法来测量微透镜事件的透镜质量。通过将测量的透镜通量与微透镜视差矢量pi_E组合，可以在不知道爱因斯坦环的角尺寸theta_E的情况下导出透镜系统的质量。这使得质量和距离测量单，发光透镜，以及二元和行星透镜没有焦散交叉。我讨论的背景下，斯皮策，开普勒和WFIRST微透镜任务的这种方法的应用。
2015-09-28 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Statistical methods for exoplanet detection with radial velocities
本综述将视向速度数据分析构建为非均匀采样多元时间序列的探测与参数估计问题，介绍了其方法与数值挑战，并统一现有先进方法以确定改进方向。
2023-08-01 astro-ph.EP astro-ph.IM stat.AP
Modeling the Protoplanetary Disks of Two Brown Dwarfs in the Taurus Molecular Cloud
测量褐矮星周围原行星盘的性质对于理解褐矮星及其行星同伴的形成至关重要。我们提出了CFHT Tau 4和2 M0444的模型，这两颗棕矮星在金牛座分子云中具有原行星盘。通过结合建模的光谱能量分布和ALMA图像，我们得到这些对象的磁盘半径和质量，这些参数可以用来约束褐矮星的形成和行星形成，分别。我们发现CFHT Tau 4周围的圆盘质量为0.42 M $_{Jup}$，半径为80 au;我们发现2 M 0444的圆盘质量为2.05 M $_{Jup}$，半径为100 au。这些半径是更一致的理论模拟预测的褐矮星形成通过不受干扰的冷凝从质量水库比那些预测的喷射从形成区域。此外，2 M 0444的盘质量表明，在这个盘中可能有行星形成，尽管2 M 0444的盘质量可能不足以形成行星。这里测量的磁盘属性提供了限制褐矮星形成的理论模型和它们的行星同伴的形成。
2019-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
The GAPS Programme at TNG. XXXII. The revealing non-detection of metastable HeI in the atmosphere of the hot Jupiter WASP-80b
热木星WASP-80 b已被确定为探测和测量高层大气中HeI吸收的可能的理想目标。我们使用HARPS-N和GIANO-B高分辨率光谱仪在光学和近红外波段观测到WASP-80 b的4次主要凌日，重点是HeI三重态。我们进一步采用了一个三维的流体动力学高层大气模式来理解观测结果。我们没有发现任何迹象表明，在氦三重态的位置与0.7%的上限（即1.11行星半径; 95%的置信水平）的行星吸收。我们重新估计了恒星的高能量发射，我们结合恒星光球模型产生的流体动力学建模的输入。我们得到，假设太阳的氦氢丰度比，氦吸收应该已经检测到。考虑到恒星风比太阳风弱25倍，我们只能假设氦与氢的丰度比比太阳风小16倍，才能重现没有探测到的情况。相反，考虑到恒星风比太阳风强10倍，我们只能用比太阳风小10倍的He与H丰度比来重现未探测到的情况。我们试图通过收集所有过去的HeI测量结果来理解这一结果，寻找与恒星高能发射和行星引力的相关性，但没有找到任何相关性。WASP-80 b并不是唯一一颗估计氦氢丰度比低于太阳的行星，这表明存在有效的物理机制（例如相分离、磁场），能够显著改变热彗星高层大气中氦氢含量。行星的宏观性质和恒星光谱能量分布的形状不足以预测在行星大气中是否存在可检测的亚稳态He，因为He丰度似乎也起着重要作用。
2021-12-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
