K-dwarf starspot hunters: how to directly characterize spot and faculae properties with UV-IR panchromatic transit spectra
The Open University(开放大学);Imperial College London(帝国理工学院);Max Planck Institute for Astronomy (MPIA)(马克斯·普朗克天文学研究所);Cornell University(康奈尔大学)
针对恒星污染影响系外行星透射光谱的问题,提出结合JWST和哈勃望远镜的观测策略,通过合成反演证明紫外-光学波段可有效约束黑子和谱斑参数,打破与行星参数的简并。
2026-10-01 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Temporal variations in the acoustic signal from faculae
太阳的综合亮度显示出从几分钟到几十年的时间尺度上的变化。这种变化主要是由压力模式振荡、颗粒化以及太阳表面的黑点和亮斑造成的。通过分析积分亮度的频谱,我们可以获得有关这些现象的更多知识。它示出了如何的频谱的综合亮度的太阳在频率范围从0.1到3.2兆赫显示出明确的迹象,颗粒,光斑和p-模式振荡和测量的特征时间尺度和振幅的声学信号从颗粒和光斑是一致的高分辨率观测的太阳表面。使用13年的观测太阳的综合亮度从处女座仪器的SOHO卫星,它示出的光斑分量的意义随时间而变化,它有一个显着的0.99以上的一半左右的时间。此外,在频谱中的颗粒,光斑和p-模式振荡分量的测量振幅的时间变化的分析表明,p-模式振荡分量的振幅显示出以下太阳周期的变化,而颗粒和光斑分量的振幅分别显示出准年度和准两年期的变化迹象。
2012-01-12 astro-ph.SR
Do Faculae Affect Autocorrelation Rotation Periods in Sun-like Stars?
本文通过模拟与 Kepler 类太阳光变曲线分析,量化光斑、黑子寿命、观测窗口、倾角和通带对 ACF 自转周期测量的影响,指出差分测光通常难以识别光斑。
2024-01-22 astro-ph.SR
Center-to-limb variations of solar active regions: Observations of spots, faculae, and network in the 6173 Å continuum
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)(波茨坦阿斯特拉菲斯研究所);Universität Potsdam, Institut für Physik und Astronomie(波茨坦大学物理与天文学系);Evangelisches Gymnasium Kleinmachnow(克莱因马霍瑙福音中学)
通过SDO/HMI观测太阳黑子、光斑和网络在6173 Å连续谱的中心-边缘变化,发现除本影外所有成分在边缘处变暗减弱,光斑和网络在μ≈0.3处对比度最大,现有模型无法捕捉此行为。
2026-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
How faculae and network relate to sunspots, and the implications for solar and stellar brightness variations
全球光斑和网络覆盖与太阳黑子的关系与太阳和类太阳恒星的亮度变化有关。我们扩展了早期的研究,发现太阳系与太阳黑子面积之比随着太阳黑子的总覆盖率而减小。色球指数和封闭在网络和光斑中的总磁通量,在此称为“光斑指数”,由光斑和网络存在的量调制。我们探讨了各种光斑和太阳黑子指数之间的关系,通过一个经验模型,考虑到活跃地区的演变。该模型被纳入总太阳辐照度(TSI)模型。这里提出的模型复制了大部分观察到的光斑指数的变化,并且比早期的模型更好。与最近的研究相反,我们发现光斑和太阳黑子指数之间的关系在过去四十年中是稳定的。该模型表明,与太阳光斑面积比一样,色球发射和总网络以及光斑磁通量的变化与太阳黑子面积的比值随后者而减小。TSI模型表明,来自光斑和网络的TSI过剩与来自太阳黑子的TSI不足之比也随着太阳黑子面积的增加而下降,其结果是TSI随着太阳黑子面积的增加而增加的速度比这两个量彼此成线性比例时要慢。TSI模型外推到更高的活动水平表明,在观测到类太阳恒星从随着活动增加而变得更亮到变得更暗的活动范围内,TSI的活动依赖性表现出类似的转变,因为太阳黑子变暗开始比光斑变亮更快地随着活动而上升。这支持了对类太阳恒星的这种行为的解释,即从系斑主导过渡到斑点主导。
2020-10-05 astro-ph.SR
Inflection point in the power spectrum of stellar brightness variations III: Faculae vs. Spot dominance on stars with known rotation periods
恒星自转周期可以通过观测恒星自转时活跃的磁场区经过可见星盘所引起的亮度变化来确定。来自开普勒和TESS观测的成功的恒星光度测量导致确定了数万颗年轻和活跃恒星的旋转周期。然而,仍然缺乏关于像太阳这样的较老和较不活跃的恒星的旋转周期的信息。活动区的衰变时间与恒星自转周期相当,甚至比恒星自转周期更短,这导致光变曲线的不规则时间分布,加上活动区的随机出现,使得确定这类恒星的周期非常困难。我们测试了新方法的性能,用于确定恒星的旋转周期与先前确定的旋转周期的恒星。该方法基于计算功率谱的梯度(GPS)并识别拐点的位置(即具有最高梯度的点)。GPS方法特别针对确定像太阳这样的低活动恒星的旋转周期。我们应用GPS方法对开普勒望远镜观测到的1047颗类日恒星进行了分析。我们表明,GPS方法返回恒星自转周期的精确值。此外,它使我们能够限制光斑和光斑面积的活性区域在其出现的时刻之间的比例。我们发现相对光斑面积随恒星自转速率的增加而减小。我们的研究结果表明,GPS方法可以成功地应用于检索周期的恒星与规则和不规则的光变曲线。
2020-08-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spot Modeling through Multiband Photometry Analysis of V1298 Tau
本研究针对恒星活动给系外行星观测带来噪声的问题,利用V1298 Tau的多波段测光数据开展恒星黑子建模,成功约束其表面活动区温度,并通过太阳数据验证了方法的有效性。
2024-09-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spectral variability of photospheric radiation due to faculae I: The Sun and Sun-like stars
上下文恒星光谱在一天或更长的时间尺度上的变化,由磁性表面特征如黑点和亮斑引起,是描述太阳系外行星时的一个重要噪声源。目前的1D光斑模型没有捕捉到的几何特性,并未能再现所观察到的太阳光斑对比度。磁对流模拟提供光斑对比占几何形状。目标。我们计算太阳光球的磁对流模型的光斑对比度光谱,以期提高(a)未来的参数测定与早期G型宿主恒星的行星和(b)重建太阳光谱的变化。方法.利用三维辐射-磁流体动力学程序MURaM模拟了初始平均垂直磁场(100 ~ 500 G)范围内的太阳孪晶(G2,log g=4.44)大气区,并利用ATLAS 9辐射转移程序计算了从紫外(149.5 nm)到远红外(160000 nm)的合成强度谱.九个视角进行了调查,占光斑的位置,在大多数恒星盘。结果具有不同水平的磁通量的模拟箱相对于没有磁场的大气的辐射的对比度是位置、波长和磁场强度的复杂函数,其不能由1D光斑模型再现。一般来说,对比度增加的肢体,但在紫外线波长的饱和和减少观察到接近肢体。从可见光到紫外线,对比度也会强烈增加;有丰富的光谱依赖性,在分子带和强谱线中有明显的峰。在圆盘中心,发现了与磁场的复杂关系,强磁场的区域可以出现黑暗或明亮,这取决于波长。
2017-05-12 astro-ph.SR
The impact of faculae on the radius determination of exoplanets: The case of the M-star GJ1214
精确测量系外行星半径对于我们理解这些物体的起源和性质至关重要。用凌日法测量行星半径已达到必须考虑恒星表面特征影响的精度。虽然已经详细研究了斑点的影响,但我们对光斑引起的影响的了解仍然有限。对于M星来说尤其如此。如果光斑不均匀地分布在恒星表面,就会造成问题。本文用日食作图法,以CaIIH和K线为示踪线,研究了GJ 1214表面光斑的分布。为了以定量的方式评估分布的均匀性,我们引入了不均匀性因子IHF。如果分布均匀,IHF为0%;如果谱斑区域优先位于行星的路径上,则IHF为正;如果谱斑区域优先位于行星的路径之外,则IHF为负。对于GJ 1214,我们推导出相当小的IHF值=7.7-7.7+ 12.0%。我们讨论的背景下,PLATO和ARIEL任务的这一结果的相关性。
2022-01-12 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
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
The spectral impact of magnetic activity on disk-integrated HARPS-N solar observations: exploring new activity indicators
恒星活动是用多普勒技术寻找真正的类地行星道路上的主要障碍。因此,确定新的指标,更好地跟踪磁活动(即光斑和斑点)是至关重要的,以帮助解开这些信号从行星的多普勒摆动。在这项工作中,我们调查活动相关的功能,从HARPS-N太阳望远镜的磁盘集成光谱。我们划分高活动的光谱阶梯顺序低活动的主模板(定义使用日志R 'HK和图像从太阳动力学天文台,SDO),创建“相对光谱”。利用太阳表面的解析图像(通过SDO),可以计算光斑和光斑填充因子,给出独立于log R 'HK的活动度量,并且除了log R' HK之外。我们发现伪发射(和伪吸收)的相对光谱中的功能是类似于我们以前的工作中所报道的α Cen B。在α Cen B中,所示特征与光斑填充因子的变化的相关性比与光斑填充因子的相关性更好。在这项工作中,我们更有信心地确定光斑覆盖的太阳可见半球的相对光谱中产生的功能的来源的变化。最后,我们产生拖尾光谱,观察RV组件的功能,这表明,功能移动在一个红色的方向,正如人们所期望的跟踪活动区域旋转的表面上的恒星。
2020-04-21 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Minimal Data Fidelity for Detection of Stellar Features or Companions
仪器方面的技术进步导致了系外行星探测和恒星特征(如斑点和光斑)检查的指数级增长。虽然斑点和光斑使我们能够了解恒星动力学,系外行星为我们提供了一个瞥见恒星演化。虽然噪声的普遍存在(例如,碲的、仪器的或光子的)是不可避免的,将其与增加的光谱分辨率化合物技术挑战相结合。为了解释这些噪声源和分辨率问题,我们使用时间多重分形框架来研究SOAP 2.0工具的数据,SOAP 2.0工具模拟了存在光斑,光斑或行星的恒星光谱。考虑到这些受控模拟,我们改变分辨率以及信噪比(S/N),以获得鲁棒检测特征所需的分辨率和S/N的下限。我们表明,一个点和光斑与恒星盘的1%的覆盖率可以鲁棒地检测到的S/N(每像素)分别为35和60,任何光谱分辨率高于20,000,而一个行星的径向速度(RV)为10米/秒,可以检测到的S/N(每像素)为600。我们的方法不是将噪声视为障碍,而是将噪声作为信息源。
2021-04-21 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
CSI2264: Simultaneous optical and X-ray variability in the pre-main sequence stars of NGC2264. II: Photometric variability, magnetic activity, and rotation in classIII objects and stars with transition disks
前主序星是可变源。在无盘星中,这种变化主要是由于暗光球斑点和活动区域的旋转调制,就像主序星一样,即使与更强的磁活动有关。目标。我们的目标是分析同时在这些恒星的光学和X射线的变化,揭示如何在光球的活动是连接在日冕,以确定占主导地位的表面磁活动,并与恒星的性质,如旋转和质量,我们的结果。方法.我们分析了没有内部圆盘的恒星中同时发生的光学和X射线变化(例如,NGC 2264中的第三类天体和具有过渡盘的恒星),来自Chandra/ACIS-I和CoRoT的观测,作为NGC 2264协调天气调查的一部分。通过在适当的时间间隔内对恒星的光学和X射线光变曲线进行采样,并研究光学和X射线观测通量之间的相关性,寻找光学和X射线光变相关、反相关或不相关的恒星。然后,我们研究了这种分类是如何与恒星的性质。结果从一个样本的74个III类/过渡盘(TD)与CoRoT观察和钱德拉探测超过60计数,我们选择了16颗恒星的光学和X射线的变化是反相关的,11个相关的,17个没有相关性。其余的星星没有落在任何这些群体中。我们解释了反相关的光学和X射线的变化作为典型的斑点为主的来源,由于光球斑点的旋转调制空间重合的日冕活动区,和相关的变化典型的光斑为主的来源,其中由于光斑的增亮是占主导地位的暗化由于斑点。[结论未在预印本中显示]
2019-07-09 astro-ph.SR
Spectral variability of photospheric radiation due to faculae II: Facular contrasts for cool main-sequence stars
本文使用 MURaM 和 ATLAS9 代码模拟了 K0 至 M2 主序星在多种磁场下的光球辐射,首次推导出其光斑对比度,发现亮度对比度随光谱型、波长和磁场强度显著变化,证明不能直接缩放太阳值。
2023-06-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The variability of Sun-like stars: reproducing observed photometric trends
太阳和低磁活动水平的恒星,当它们的活动增加时,在光度上变得更亮。磁性更活跃的恒星表现出相反的行为,当它们的活动增加时会变得更暗。我们再现观测到的光度变化的恒星的模型,把恒星作为假设的太阳覆盖的磁性功能不同的太阳。该模型将恒星光谱的变化归因于太阳大气中不同成分(如暗星斑和亮光斑)的贡献之间的不平衡。恒星光谱是从各个组成部分的光谱中计算出来的,通过用相应的圆盘面积覆盖来加权它们。后者是通过外推的太阳黑子和光斑盘面积覆盖度的色球活动的恒星与不同水平的平均色球活动的依赖性。我们发现,恒星黑子的贡献增加更快的变化与色球活动比光斑的贡献。这导致了从院系主导的变化和直接的活动-亮度相关的斑点主导的变化和逆活动-亮度相关的色球活动水平的增加。我们已经表明,制度的变化也取决于恒星旋转轴和视线之间的角度和恒星表面上的活动区域的纬度分布。我们的模型可以用来作为一种工具,外推观测到的光度变化的太阳,类日恒星在不同的活动水平,这使得太阳和恒星的辐照度数据之间的直接比较成为可能。
2014-06-09 astro-ph.SR
Modeling Stellar CaII H & K Emission Variations: Spot Contribution to the S-index
本研究利用太阳黑子高分辨率 CaII H 观测发现黑子线心比宁静区更亮,从而首次估计黑子对 S 指数的贡献,并给出修正后的 S 指数与黑子、光斑覆盖面积关系。
2023-09-23 astro-ph.SR
SAGE: A tool to constrain impacts of stellar activity on transmission spectroscopy
本文介绍SAGE工具,通过像素化建模校正恒星活动对透射光谱的随时间污染,并利用TESS数据反演WASP-69的活动区分布,增强多历元透射光谱的联合解释能力。
2023-11-28 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Calibration of Differential Light Curves for Physical Analysis of Starspots
本文提出了详细考虑的方法来校准差分光变曲线精确的物理星点建模。我们使用太阳和星点模型作为测试平台,以突出一些因素,在这种校准,尚未被小心对待。一个明确的成功的程序转换为光赤字曲线的差异光曲线似乎难以实现,但方法,在许多情况下工作。开普勒望远镜长达数年的时间覆盖提供了一个强大的优势,但尚未解决的问题有关的竞争,有时类似的影响,表面差异旋转与斑点数量和大小的演变可以防止正确的斑点覆盖分数的信心恢复在某些情况下。我们还考虑是否光斑检测开普勒和/或必须占。我们得出结论,他们的影响是这样的,绝对测光是不需要现场赤字校准。为了阐明它们的特征,我们重新研究了绝对亮度,差分变化和数百颗开普勒恒星的表观斑点覆盖率之间的相关性,并从Montet et al.(2017)进行了绝对校准。结果与他们的相似,但我们得出的结论有些不同。正如预期的那样,这个活跃的太阳型样本中的大多数恒星都是斑点主导的。部分原因是缺乏较长周期的恒星,在这个样本中光斑优势的证据既稀少又相对薄弱。光斑人口表现出令人费解的缺乏依赖于旋转周期,这引起了问题的明显检测的“光斑”信号在短时间内。
2018-08-31 astro-ph.SR
Spot and Facula Activity Variations of the Eccentric Detached Eclipsing Binary KIC 8098300 Based on the Time-series Orbital Solutions
结合LAMOST光谱和$\it{Kepler}$光变曲线,对分离食双星KIC 8098300进行了研究,该双星表现出由光斑调制引起的O 'Connell效应。利用层析谱解缠技术获得了径向速度测量值。通过拟合RV曲线获得质量比$q = K_1/K_2 = 0.812 \pm 0.007$和轨道半长轴$a\mathrm{\sin}i = 14.984 \pm 0.048\ R_\odot$。利用PHOEBE程序对双星模型进行了优化,得到了轨道偏心率$e=0.0217 \pm 0.0008$、轨道倾角$i=87.71\pm 0.04^\circ$和近星点角$ω=284.1\pm 0.5^\circ$等精确参数。主星和伴星的质量和半径分别为$M_1=1.3467 \pm 0.0001\ M_\odot$、$R_1=1.569 \pm 0.003\ R_\odot$和$M_2=1.0940 \pm 0.0001\ M_\odot$、$R_2=1.078 \pm 0.002\ R_\odot$。两颗恒星的温度之比为$r_{teff}=0.924 \pm 0.001$。我们还得到了$0.000024\pm 0.000001\ \mathrm{d}\ cycle^{-1}$的近星点进动速度。利用自相关函数(ACF)和离散傅立叶变换(DFT)对食外残差进行了分析。在相同的温度范围内,它的斑/光斑活动…
2021-10-28 astro-ph.SR
Using the Sun to estimate Earth-like planets detection capabilities. V. Parameterizing the impact of solar activity components on radial velocities
已知由活动结构(例如,斑点、光斑)引起的恒星活动强烈影响径向速度时间序列。然后,它限制了对小行星RV信号的探测(例如,在类太阳恒星的宜居带中的地球质量的行星)。在以前的论文中,我们研究了太阳周围被视为边缘恒星的行星的可探测性。为此,我们计算了RV和光度变化引起的太阳磁活动,使用所有的活动结构观察到一个完整的周期。我们的目标是对具有不同物理和几何性质的恒星进行类似的研究。作为第一步,我们专注于太阳一样的恒星看到各种倾向,并估计检测能力与即将到来的仪器。为此,我们首先参数化的太阳活动结构与最现实的模式,以获得与观测结果一致。利用太阳观测资料和文献资料中的参数和经验规律,模拟了太阳黑子、光斑和网络的生长、演化和衰减。我们在一个完整的太阳活动周期内生成相应的结构列表。然后,我们建立由此产生的光谱,并推导出RV和光度变化的“太阳”看到各种倾角。所产生的RV信号考虑到结构的光度贡献以及对流蓝移的衰减。我们的模拟活动模式和观察到的一个之间的比较验证了我们的模型。我们表明,恒星自转轴的倾斜度对时间序列有显着的影响。RV长期振幅以及短期抖动显着降低时,从边缘上的极点配置。假设自旋轨道对齐,行星探测的最佳配置是倾斜的恒星(i~45 °)。
2015-05-27 astro-ph.SR
Detection of faculae in the transit and transmission spectrum of WASP-69b
本研究结合恒星活动与行星大气模型,利用VLT的FORS2仪器数据,在WASP-69b凌星光谱中直接和间接探测到光斑并确定其温度,同时表征了行星大气成分,打破了光斑穿越的大小-对比度简并。
2024-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
PAStar: a model for stellar surface from the Sun to active stars
本文提出PAStar模型,以黑子和光斑描述恒星光球活动,并结合倾角、自转多普勒位移和临边昏暗效应,通过测光或光谱观测反演表面不均匀性,经太阳数据验证,为活动恒星表征提供灵活工具。
2024-12-13 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Photometric activity cycles in fast-rotating stars: Revisiting the reality of stellar activity cycle branches
该研究基于约14年多源测光数据分析138颗G–K型主序星及RS CVn候选体,发现快速旋转恒星的周期与自转弱相关,活动分支划分或不明确。
2025-05-12 astro-ph.SR
Testing the solar activity paradigm in the context of exoplanet transits
系外行星穿越冷恒星的凌日包含了恒星表面结构以及行星体和大气层的混合信息。为了进一步了解这些信息是如何纠缠的,一个表面通量传输代码,根据太阳的磁场的观测特性,被用来模拟外观的假想恒星光球从可见光近4000埃的近红外线在1.6微米,通过映射光斑和斑点的强度特征到恒星盘。恒星的外观计算太阳活动的类太阳恒星的恒星的平均磁通量密度~30倍。模拟过境信号的一个彗星类行星的观测进行了比较。这(1)表明,只要出现光谱中包括通量高达$\sim 3\times 10^{23}$ Mx的罕见大活动区,太阳范式与整个探索活动范围内的恒星观测一致,(2)定量证实,对于这种模型,光斑使相对不活跃的恒星变亮,而星点使更活跃的恒星变暗,(3)表明,从活动恒星的凌日中推断出的大恒星黑子与模型运行中看到的更紧凑的星团一致,(4)依赖于波长的传输-恒星磁活动对活动范围和行星直径造成的深度效应可以在几个波长范围内引起推断的系外行星半径的明显变化。几百到几千公里,随着活动增加;(5)在可见光到近红外光谱范围内,宽带恒星辐射的活动调制失真可以达到百分之几。
2020-01-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar rotation periods from K2 Campaigns 0-18 -- Evidence for rotation period bimodality and simultaneous variability decrease
开普勒任务观测到的恒星自转周期测量显示,中间自转周期的恒星缺乏,伴随着光度变化的减少。这个所谓的缺乏区是否是开普勒视野中恒星的一个特点,或者反映了恒星磁活动的一般表现,仍然存在争议。我们的目标是测量数以万计的K2恒星的恒星自转周期和光度变化,位于沿黄道平面的不同领域,阐明恒星自转和光度变化之间的关系。我们使用Lomb-Scargle周期图,自相关和小波函数来确定一致的旋转周期。恒星亮度的变化是通过计算光变曲线的变化范围来评估的。我们进一步应用高斯混合模型来搜索旋转周期分布中的双峰性。结合所有K2活动的测量结果,我们检测到29,860颗恒星的旋转周期。对于低于6000 K的有效温度,变率范围在不同时期显示出局部最小值,与7.5亿年的等时线年龄一致。此外,K2旋转周期分布显示双峰性的证据,尽管缺乏区域与开普勒场相比不太明显。在双峰分布的倾角的周期表现出良好的协议与当地的变化最小的周期。我们的结论是,周期双峰存在于不同领域的天空,因此是一个普遍的表现,恒星磁活动。在缺乏区域的可变性降低被解释为暗点和亮光斑之间的抵消。我们的研究结果强烈主张,光斑的作用被低估到目前为止,这表明一个更复杂的依赖旋转周期的亮度变化。
2020-01-22 astro-ph.SR
Where have all the solar-like stars gone? Rotation period detectability at various inclinations and metallicities
开普勒太空望远镜收集的大量光度数据促进了对数万个恒星旋转周期的探测。然而,在不同的光谱类型中,这些周期并没有在相同的程度上被发现。有趣的是,具有近太阳自转周期的早期G型恒星在已知自转周期的恒星中的代表性非常不足。在这项研究中,我们调查是否可以解释的困难,从光度时间序列的周期确定这样的恒星数量少。为此,我们生成模型光变曲线的早期G型恒星与太阳自转周期不同的倾角,金属丰度和(星等相关)的噪声水平。我们发现,可检测性是由表面上的主要类型的活动(即斑点或光斑统治),它定义了光变曲线的不规则程度,并进一步取决于光度噪声的水平。这两个效应使周期探测变得非常复杂,并解释了为什么缺乏具有已知近太阳自转周期的类太阳恒星。我们的结论是,大多数类太阳恒星的旋转周期与近太阳的旋转周期仍然没有检测到的日期。最后,我们提倡使用新的技术来恢复更多周期的近太阳转子。
2021-01-27 astro-ph.SR
Correcting Exoplanet Transmission Spectra for Stellar Activity with an Optimised Retrieval Framework
本研究使用StARPA和ASteRA两种恒星模型及TauREx3框架,基于27个合成光谱评估恒星活动对系外行星透射光谱检索的偏差,发现包含恒星活动参数可最小化偏差,ASteRA在中低活动下表现优异,但在高活动下因忽略黑子与临边昏暗效应的相互作用而存在微小残余偏差。
2023-10-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Amplification of brightness variability by active-region nesting in solar-like stars
开普勒观测发现,数百颗具有接近太阳的基本参数和自转周期的恒星,其亮度变化比太阳更强,更有规律。在这里,我们确定了这些恒星特殊行为的一个可能原因。受太阳活动巢的启发,我们假设这些恒星上活动区(AR)出现的不均匀程度高于太阳。为了验证我们的假设,我们模型恒星的光变曲线注入AR组成的斑点和光斑在恒星表面上以不同的速度和嵌套模式,使用太阳AR属性和差分旋转。我们发现,适度增加的出现频率从太阳值结合嵌套程度的增加可以解释整个范围内的观测到的幅度的变化的太阳类恒星与近太阳自转周期。此外,以活跃星团的形式嵌套,其中AR倾向于出现在由$180^\circ$隔开的两个星团附近,导致高度规则的,几乎正弦的变化模式,而类似于在一些太阳类恒星中观察到的。
2020-12-11 astro-ph.SR
Towards Extremely Precise Radial Velocities: I. Simulated Solar Spectra for Testing Exoplanet Detection Algorithms
最近和即将推出的稳定光谱仪正在推动多普勒光谱学的前沿,以检测和表征低质量行星。这些仪器的规格是如此令人印象深刻,以至于恒星的固有变化预计会限制它们对大多数目标恒星的多普勒精度(Fischer et al. 2016)。为了充分发挥它们的潜力,天文学家必须开发新的策略来区分真实的多普勒频移和恒星的内在变化。由于恒星黑子、光斑和其他与旋转相关的变化,恒星的变化特别令人担忧,因为恒星的旋转周期通常包括在潜在的行星轨道周期范围内。为了通过多普勒行星调查稳健地探测和准确地描述低质量行星的特征,系外行星界必须开发能够联合建模行星扰动和恒星固有变化的统计模型。为了实现这一目标,本文介绍了用SOAP 2.0(arXiv:1409.3594)创建的极高分辨率的太阳光谱的模拟,其中包括多个不断变化的恒星斑点。我们预计这组数据将有助于未来的研究开发,测试和比较统计方法测量物理径向速度之间的污染恒星的变化。
2020-04-30 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Resolving star spots on WASP-85 A using high-resolution transit spectroscopy
该研究利用热木星凌星与同步 ESPRESSO 高分辨率光谱,将行星作为探针空间分辨 WASP-85 A 的活动区域,并测得黑子局部磁场及盘面磁场下限。
2025-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Starspot activity and rotation of the planet-hosting star Kepler-17
上下文开普勒17是一颗G2 V类太阳恒星,伴随着一颗质量约为2.5木星质量的凌日行星,轨道周期为1.486 d,最近由开普勒太空望远镜发现。这颗恒星作为一个年轻的太阳类似物非常有趣。目标。我们使用开普勒收集的大约500天的高精度,高占空比的光学测光来研究恒星的旋转及其光球活动区的演化。方法.我们应用最大熵光变曲线反演技术来模拟由具有固定面积比的暗斑和明亮的类太阳光斑组成的活动区域引起的通量旋转调制。在固定的时间间隔后,它们的配置会发生变化,以考虑它们的演变。活动区被用作示踪剂来研究恒星的差异旋转,行星掩星被用来限制一些点的纬度。结果我们的建模方法再现了开普勒-17的光的变化与开普勒测光的精度可比的残差的标准偏差。我们发现了几个活跃的星团,其中个别活跃区域的出现,演变和衰变与太阳中观察到的寿命相当,尽管在11年周期的最大值时,恒星的斑点面积比太阳大10-15倍。开普勒-17显示出类似太阳的纬度差异旋转,但快速的斑点演变阻止了对其振幅的精确测定。此外,这颗恒星显示了一个47.1 \pm 4.5 d的星斑面积周期变化,在最后200天的观测中特别明显,类似于太阳的Rieger周期。这颗近距离大质量行星对恒星光球活动的可能影响不能排除,但需要长期监测才能明确检测到。
2012-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
The effect of stellar limb darkening values on the accuracy of the planet radii derived from photometric transit observations
我们研究的精度的系外行星半径的测定是如何影响我们目前的知识,在两种情况下:当我们固定的临边昏暗系数,当我们调整它们。我们还研究了单色测光中斑点的影响。我们通过解析表达式和数值实验研究了临边昏暗对行星半径测定的影响。我们还比较了一些现有的临边暗化表。当恒星斑点影响的拟合,我们取代的临边昏暗系数,计算的无斑点的情况下,有效的临边昏暗系数来描述斑点的效果。有两个重要的案例。(1)当我们根据某些理论预测来确定临边暗化值时,如果主星的表面有效温度高于5000 K,则表中的不一致性使我们无法达到行星半径的1-10%(取决于碰撞参量)的精度。在5000 K以下,半径比的确定可能包含甚至20%的误差。(2)当允许调整临边暗化系数时,如果信噪比足够高,a/Rs比、行星-恒星半径比和碰撞参量可以以足够的精度(<1%)确定。然而,恒星斑点和光斑的存在可能会破坏临边暗化表和拟合的临边暗化系数之间的一致性,但这并不影响行星半径测定的精度。我们还发现,它是必要的,以适应污染因子,太。我们的结论是,目前的理论恒星临边暗化表的不一致性表明,不应该固定的临边暗化系数。当允许它们被调整时,则行星半径、碰撞参量和a/Rs可以以所需的精度获得。
2012-12-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Far beyond the Sun: II. Probing the stellar magnetism of the young Sun ι Horologii from the photosphere to its corona
本研究结合 HARPS、TESS 与 HST 多波段长期观测,通过 GPS、ZDI 及紫外谱线诊断年轻太阳型恒星 ι Horologii 的自转、磁场和耀斑活动,实现从光球到日冕的联合探测。
2023-07-04 astro-ph.SR
Correcting for chromatic stellar activity effects in transits with multiband photometric monitoring: Application to WASP-52
活动恒星表面的不均匀性(即暗斑和亮光斑)对系外行星参数的确定有重要影响。它们对透射光谱的色彩效应可能会影响未来空间任务(如JWST和Ariel)的数据分析。为了量化和减轻这些表面现象的影响,我们开发了一种建模方法,通过对同时多波长时间序列观测值进行建模来推导活动区域的表面分布和属性。通过使用StarSim代码,现在具有解决逆问题的能力,我们分析了来自TJO和STELLA望远镜的系外行星宿主恒星WASP-52的$\sim$ 600天的BVRI多波段测光。从结果中,我们模拟了表面现象对凌日观测量的色贡献。我们能够确定WASP-52的相关活动参数,并重建活动区的时间演化纵向图。这颗恒星的表面是由黑点组成的异质表面,平均温度对比度为$575\pm150$ K,填充因子为3 - 14%。研究了不同星点分布下不同历元的凌日深度的色效应。对于WASP-52,在可见光中$\sim$的峰-峰光度变化为7%,在应用计算的校正之后,暗斑对测量的渡越深度的残余影响约为550 nm处的$10^{-4}$和6 $μ$ m处的$3\times10^{-5}$。我们表明,通过使用同期的地面多波段测光的活跃的恒星,它是可能的重建的参数和分布的活动区域随着时间的推移,从而量化的色彩效应的行星半径与过境光谱测量,并减轻它们的数量级。
2020-07-01 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Stellar surface information from the Ca II H&K lines I. Intensity profiles of the solar activity components
本文利用太阳图像和光谱数据分析了 Ca II H&K 谱线,发现谱斑、黑子和网络组分具有不同谱线轮廓,并构建三组分模型量化了 S-index 的时间变化占比,为恒星活动校正提供了新依据。
2023-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Deriving the radial-velocity variations induced by stellar activity from high-precision photometry - Test on HD189733 with simultaneous MOST/SOPHIE data
恒星活动导致晚型主序星的视径向速度(RV)变化,这可能会妨碍低质量行星的探测和质量测量。我们使用高精度的光学光度学的MOST卫星和高分辨率光谱的索菲同时测量的活动行星的主恒星HD 189733。我们在这个独特的数据集上应用斑点模型来预测活动引起的RV变化,并将其与观察到的RV变化进行比较。该模型是基于恒星流量的旋转调制。最大熵正则化的应用,以找到一个唯一的和稳定的解决方案的活动区与恒星经度的分布。RV的变化是综合考虑的影响线轮廓的亮度扰动,由于暗斑点和明亮的光斑和减少的对流蓝移的活动区。合成的RV时间序列显示出非常好的协议与观察到的一个,虽然时间尺度短于4-5天的变化不能重现我们的模型。斑点模型揭示了持久的活动性。它们以略微不同的周期旋转,产生ΔΩ/ Ω= 0.23 \pm 0.10的微分旋转的最小相对振幅。该方法被证明能够在旋转频率及其高达三次谐波下将活动引起的RV变化的功率降低2至10倍。由于CoRoT,开普勒或后来的PLATO提供的高精度星载测光,可以绘制晚型恒星活动区域的纵向分布,并应用本文提出的方法显着降低恒星活动对其RV抖动的影响,使我们能够确认低质量行星的检测或改进其质量的测量。
2011-07-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Determination of rotation periods in solar-like stars with irregular sampling: the Gaia case
我们提出了一项研究,从欧空局盖亚任务的光度不规则时间采样确定类太阳恒星的旋转周期(P),目前定于2013年发射,考虑到它对黄道坐标的依赖。我们研究了太阳孪生子的情况,以及成千上万的合成时间序列的类太阳恒星旋转速度比太阳快。在太阳双胞胎的情况下,我们假设盖亚未过滤的光度通带G将模仿由处女座实验测量的总太阳辐照度(TSI)的变化。对于旋转速度比太阳快的恒星,光变曲线模拟使用合成光谱的安静的大气,斑点,和光斑相结合的应用半经验关系的光球磁活动水平的恒星旋转和盖亚仪器响应。的能力的认定,Lomb-Scargle,和相位色散最小化方法在恢复正确的旋转周期进行了测试和比较。利用蒙特卡罗模拟计算了虚警概率,并与解析公式进行了比较。盖亚扫描定律使得旋转周期的正确检测率强烈依赖于黄道纬度(β)。我们发现,对于P ~ 1d,正确探测率随黄道纬度的增加而增加,从β ~ 0°时的20- 30%增加到β =45°时的70%,然后在β> 45°时突然下降到10%以下。对于P > 5 d,正确检测率相当低,对于太阳孪星,平均只有5%。
2012-02-03 astro-ph.SR
Photospheric activity, rotation, and radial velocity variations of the planet-hosting star CoRoT-7
CoRoT卫星最近发现了一颗地球行星穿过一颗被称为CoRoT-7的晚型磁活动恒星的圆盘,而第二颗行星在过滤了恒星活动引起的径向速度(以下简称RV)变化后被发现。我们研究了CoRoT-7的磁活动,并使用结果更好地了解其对恒星RV变化的影响。我们从CoRoT光变曲线的最大熵点模型中推导出CoRoT-7上活性区的纵向分布。假设每个活动区域由固定比例的暗斑和亮光斑组成,我们合成了预期的RV变化。活动区主要位于三个活动星系,它们以不同的速率迁移,可能是表面差异自转的结果,其下限ΔΩ/ Ω= 0.058 \pm 0.017.综合的活动引起的RV变化再现了观测RV曲线的振幅,并用于研究恒星活动对行星探测的影响.尽管非同时CoRoT和HARPS观测,我们的研究证实了以前采用的方法过滤出RV变化引起的恒星活动的有效性。我们发现假警报概率<0.01%,即归因于CoRoT-7 b和CoRoT-7 c的RV振荡是噪声和活动的假效应。此外,我们的模型表明,在观察到的CoRoT-7的RV曲线中发现的其他周期性可以用活动区域来解释,这些活动区域的可见度受到差分恒星旋转的调制,周期从23.6到27.6天不等。
2010-05-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Sun as a planet-host star: Proxies from SDO images for HARPS radial-velocity variations
太阳是唯一一颗表面可以直接以高分辨率分辨的恒星,因此构成了探索恒星径向速度(RV)变化的物理起源的绝佳测试案例。我们提出了HARPS观测的阳光散射的明亮的小行星4/灶神星,从中我们推导出太阳的活动驱动的RV变化。与此同时,太阳动力学天文台上的HMI仪器为我们提供了同时的高空间分辨率磁图,多普勒图和连续图像的太阳在Fe I 6173A线。我们确定RV调制所产生的抑制颗粒蓝移磁化区域和暗斑和亮光斑引起的磁通量不平衡。这些贡献的均方根速度幅度分别为2.40 m/s和0.41 m/s,这证实了对流的抑制是活动引起的RV变化的主要来源,根据以前的研究。我们发现斑点和斑区的多普勒不平衡只有弱相关。因此,光变曲线只能给出对流蓝移抑制的不完全预测。相反,我们必须寻找直接跟踪可见恒星半球上的谱斑覆盖的代理。由HARPS谱导出的色球通量指数R'_HK在这方面表现不佳,可能是由于色球和光球临边增亮/变暗的差异。我们还发现,活动驱动的RV变化的太阳是强烈相关的全磁盘磁通量密度,这可能成为一个有用的代理活动相关的RV噪音。
2016-01-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Influence of Stellar Chromospheres and Coronae on Exoplanet Transmission Spectroscopy
本研究利用JWST数据揭示恒星色球和日冕会显著影响系外行星透射光谱,考虑该效应后改善了HAT-P-18 b的大气拟合,修正了温度并降低了CO2丰度,为研究非太阳恒星外层提供了新方法。
2025-02-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Transients as Determinants of Habitability
新一代望远镜利用积分场光谱学和多目标光谱学研究恒星暂态现象,以揭示其对行星适宜性的影响。
2025-12-13 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
Modelling stellar variability in archival HARPS data: I -- Rotation and activity properties with multi-dimensional Gaussian Processes
本研究应用多维高斯过程框架S+LEAF 2分析268颗恒星的HARPS数据,利用活动指标测量了49颗慢自转恒星周期,并探讨了恒星自转减慢及黑子光斑比率,为未来RV行星巡天与恒星模型提供线索。
2024-01-10 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Gaia method paper: an algorithm to detect flare events in Gaia time-series
INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania(意大利国家天体物理研究所卡塔尼亚天文台);University of Catania, Astrophysics Section, Dept. of Physics and Astronomy(卡塔尼亚大学天体物理系);Department of Astronomy, University of Geneva(日内瓦大学天文学系);Sednai Sàrl(Sednai有限公司)
本文提出一种利用Gaia多波段测光数据检测恒星耀斑的算法,应用于gdr3_rotmod星表,检测到3217次耀斑事件,并估计了部分耀斑的温度,为未来耀斑星表奠定基础。
2026-09-18 astro-ph.SR
A Gaussian process model for stellar activity in 2-D line profile time-series
提出基于物理驱动的高斯过程框架,直接在二维线轮廓时间序列中建模恒星活动信号,有效分离行星与活动信号并在真实太阳数据中成功恢复微弱类地行星信号。
2024-10-16 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A new method to correct for host star variability in multi-epoch observations of exoplanet transmission spectra
由于恒星光球层的不均匀性,围绕活跃恒星运行的系外行星的透射光谱会受到波长依赖效应的影响。WASP-19 b是一颗超热木星(T $_{eq}$ $\sim$ 2100 K),是一颗这样的强烈辐射气体巨星,围绕着一颗活跃的太阳型恒星运行。我们目前的光学(520-900 nm)透射光谱的WASP-19 b获得八个时代使用双子座多目标光谱仪(GMOS)的双子座南望远镜。我们应用我们最近开发的高斯过程回归为基础的方法来模拟过境光曲线系统学,并提取在每个时代的透射光谱。我们发现,WASP-19 b的透射光谱的影响,在个别时期的恒星变化。我们报告的相对斜率和偏移量的频谱在所有时期之间观察到的关系。这种关系与前向传输模型的预测是一致的,前向传输模型解释了先前为WASP-19测量的未被遮蔽的恒星斑点和光斑的影响。我们引入了一种新的方法来纠正这种恒星的变化效应,在每个时代通过使用所观察到的相关性之间的传输光谱斜率和偏移。我们比较我们的恒星变异校正GMOS传输光谱与以前的矛盾MOS测量WASP-19 b,并试图调和它们。我们还测量了WASP-19的TESS测光宽带恒星变率的幅度和时间尺度,我们发现这与GMOS光谱和地基宽带测光长期监测中观察到的效果是一致的。我们的研究结果最终警告结合多历元光学传输光谱的系外行星绕活跃的恒星之前,纠正每个时代的恒星变异。
2022-07-04 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. Line-by-line sensitivity to activity in M dwarfs
该研究利用 CARMENES 对 6 颗活跃 M 型矮星进行逐线 RV 分析,依据活动灵敏度分类并筛选不敏感谱线,使 RV 散射降低约 2–5 倍。
2023-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Effect of Stellar Contamination on Low-resolution Transmission Spectroscopy: Needs Identified by NASA's Exoplanet Exploration Program Study Analysis Group 21
美国航天局系外行星探索方案分析组(ExoPAG)第21研究分析组(SAG21)的任务是研究恒星污染对天基透射光谱学的影响,这是一种通过测量行星经过恒星时随波长变化的半径来研究系外行星大气层的方法。透射光谱学依赖于对被掩恒星光谱的精确理解。然而,恒星并不是均匀的、恒定的光源,而是具有随时间变化的光球和色球,它们具有不均匀性,如斑点、光斑、斑、颗粒和耀斑。这个SAG汇集了一个由100多名科学家组成的跨学科团队,来自太阳物理学,恒星天体物理学,行星科学和系外行星大气研究社区的观察员和理论家,研究当前的研究需求,可以在这种情况下解决,以充分利用当前NASA设施如HST和JWST的过境研究。分析产生了14个发现,这些发现分为三个科学主题,包括(1)太阳如何被用作我们最好的实验室,以校准我们对恒星不均匀性的理解(“太阳作为恒星基准”),(2)太阳以外的恒星如何扩展我们对异质性的认识(“其他恒星的表面不均匀性”)和(3)如何将收集到的太阳和其他恒星的信息纳入凌日研究(“将恒星知识映射到凌日研究”)。在这篇特邀综述中,我们主要复制了SAG21的最终报告,作为对同行评审文献的贡献。
2023-03-17 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR