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利用CARMENES高分辨率透射光谱法探测HD 189733 b上的He I λ10830 ?吸收线
摘要： 我们利用卡拉尔托高地的CARMENES高分辨率光谱仪，获得了HD 189733 b的三次凌星观测数据。在所有三次凌星中，均检测到10830?近红外He I三重线存在强烈吸收信号。凌星中期时，在净蓝移-3.5±0.4 km/s的10 km/s速度范围内，测得平均吸收水平为0.88±0.04%。入凌和出凌阶段吸收信号分别呈现+6.5±1.0 km/s和-12.6±3.1 km/s的视向速度（所有视向速度均在行星静止坐标系中测量）。研究表明，与恒星活动相关的伪信号会干扰行星大气吸收信号——这些伪信号可能贡献高达80%的观测信号，也可能影响观测到的视向速度特征，但几乎不可能完全解释全部信号。观测到的He I三重线中两条未分辨谱线与第三条谱线的强度比为2.8±0.2，显著偏离光学薄大气预期的数值。若解释为行星大气吸收，则支持一个仅延伸0.2倍行星半径、柱密度达4×1012 cm?2量级的致密氦大气模型。观测到的视向速度既可理解为具有赤道超自转的大气环流所致，也可能是蒸发物质形成的非对称大气组分的表征。我们未检测到持续蒸发的明确特征（如预示行星洛希瓣外物质的凌星前/后吸收，或超过逃逸速度的视向速度）。这些发现并不否定行星蒸发过程，仅表明HD 189733 b中检测到的氦吸收并未追踪到显示显著逃逸特征的大气层。
关键词： 恒星：活动性；行星与卫星：个体：HD 189773 b；红外线：行星系统；行星与卫星：大气层；行星-恒星相互作用；技术：光谱学
更新于2025-09-23 15:23:52
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CARMENES项目：搜寻M型矮星周围的系外行星
摘要： 背景：先前模拟预测，M型矮星因活动引起的径向速度（RV）变化范围约为1厘米/秒至1公里/秒，具体取决于各类恒星与活动参数。目标：我们通过分析CARMENES高分辨率可见光波段光谱（0.5-1微米）——这些数据来自CARMENES RV行星巡天项目运行前20个月期间——研究M型矮星的RV、恒星活动及恒星参数之间的观测关联。方法：在此期间，CARMENES样本中的287颗恒星至少被观测了五次。我们从每条光谱中推导出相对RV值和色球层Hα发射的测量值。此外，我们还估算了每条光谱的色散指数（CRX），该指标用于衡量RV的波长依赖性。结果：尽管每颗恒星的中位观测次数仅为11次，但我们发现RV离散度>10毫秒/秒且投影自转速度v sin i > 2公里/秒的恒星，其RV变化主要由活动引起。我们将这类恒星称为"活跃RV强噪声恒星"，并发现其出现率随光谱类型增加：从早型M矮星（M0.0-2.5 V）的约3%，到中型M矮星（M3.0-5.5 V）的约30%，再到晚型M矮星（M6.0-9.0 V）的超过50%。它们的RV离散幅度主要与v sin i相关。对于约半数恒星，我们还发现线性RV-CRX反相关，表明其活动引起的RV离散在较长波长处较低。对其中大多数恒星，我们可以排除RV与Hα发射之间存在线性相关性。结论：我们的结果与M型矮星活动引起的RV变化模拟相符。大多数活跃RV强噪声M矮星的RV变化很可能由其表面黑子引起——这些黑子随着恒星自转移入和移出观测视野。
关键词： 技术：径向速度；恒星：活动性；恒星：自转；恒星：晚型
更新于2025-09-23 15:22:29
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ξ Boo A的旋转调制偏振
摘要： 我们采用高精度宽带线性偏振测量与圆偏振光谱测量同步观测了活动恒星ξ Boo A（HD 131156A）。发现这两种信号均受到该恒星6.43天自转周期的调制。两种技术获得的信号存在0.25相位差，这与宽带线性偏振源自整体横向磁场中谱线差异饱和的机制相符。线性偏振信号的平均强度约为4 ppm G?1，但其结构复杂且振幅相对于纵向磁场被抑制。该结果对当前尝试在恒星与行星的复合光中探测环绕活动恒星的热木星偏振光具有重要启示意义——此类研究中，恒星活动既会在恒星自转时间尺度上表现为噪声，也会在更长时间尺度上通过观测轮次间基线偏移的形式体现活动水平变化。
关键词： 恒星：HD 131156A，恒星：磁场，偏振，恒星：活动性
更新于2025-09-23 15:22:29
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测量单个光谱线上的精确径向速度
摘要： 背景：恒星活动是使用径向速度（RV）技术探测类地行星的主要限制因素。尽管人们已通过多种经验与统计技术努力减轻恒星活动的影响，但当前技术似乎仍面临一个极难克服的障碍。 目标：本文研究一种新方法，通过利用高分辨率光谱中的丰富信息来获取精确的径向速度。 方法：该新方法通过整合所有可用观测数据构建主光谱，并测量每条独立谱线相对于该主光谱的径向速度。分析多组光谱时，该方法的最终产物是每条谱线随时间变化的径向速度值。 结果：我们基于HARPS望远镜密集观测的三颗恒星证明，新方法获得的径向速度与HARPS数据处理软件的结果高度吻合。这种新径向速度测量方法揭示了HARPS每日波长解的不稳定性会导致夜际径向速度偏移（标准偏差为0.4米/秒），并提出了校正该系统误差的方案。最重要的是（可能也是本文最具天体物理学意义的结果），我们证明某些谱线受恒星活动影响显著而另一些则不然。通过测量两组精心筛选的谱线子集的径向速度，我们成功将α Cen B在2010年观测数据中恒星活动引起的红噪声降低1.6倍或增强2倍。 结论：通过测量每条谱线的径向速度，我们能达到与其他成熟技术相当的测量精度。此外，新方法证实不同谱线受恒星活动影响的程度存在差异。初步结果表明，详细研究每条谱线的行为特征可能是突破恒星活动限制的关键。
关键词： 恒星：个体：HD 128621，恒星：活动性，恒星：个体：HD 10700，恒星：个体：HD 10180，技术：径向速度法，技术：光谱法
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用太阳估算类地行星的探测能力
摘要： 背景：恒星在不同时间尺度上的变化会显著影响系外行星的探测能力，尤其是采用径向速度（RV）技术时。精确表征太阳变化对于研究恒星变化对行星探测的影响具有重要价值。本文重点关注小时间尺度变化的影响。 目标：本研究旨在建立由米粒组织和超米粒组织引起的真实RV时间序列模型，并深入分析这两种现象对太阳RV时间序列的具体影响。 方法：我们模拟了随时间演化的米粒群和超米粒群，以重现太阳光变和RV时间序列。合成时间序列覆盖整个半球并持续一个太阳活动周期。 结果：太阳米粒组织导致的强度和RV均方根值分别为0.8 m/s和67 ppm，在超过1小时的时间尺度上呈现强变异性。超米粒组织引起的RV均方根值介于0.28至1.12 m/s之间。 结论：为最小化米粒组织影响，最佳策略是将夜间观测时段分割为多个短时段而非连续长时观测——但具体最优方案取决于信号本质特征。即使经过1小时平滑处理，米粒RV仍保持较大值（约0.4 m/s），而超米粒信号在此时间尺度上难以显著削弱：例如通过7个夜晚（每晚26分钟）观测可使RV均方根降低2倍。更大时间尺度上，活动性RV变异占主导地位，数十至数百天周期的探测极限可能轻易达到1个地球质量甚至更高。这对长轨道周期行星的探测限制造成重要影响（可能导致无法探测1 M⊕级行星），而对短轨道周期影响较小。本研究未考虑恒星脉动的影响。
关键词： 太阳：米粒组织，太阳：活动性，恒星：类太阳恒星，行星系统，技术：径向速度法，恒星：活动性
更新于2025-09-23 15:19:57
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使用TNG望远镜上的HARPS-N光谱仪进行的GAPS计划
摘要： 目的：我们使用HARPS-N光谱仪观测τ Boo系统，以测试一种旨在联合研究星震学、行星轨道及恒星-行星磁相互作用的新观测策略。 方法：我们在11个近乎连续的夜晚进行了高频率观测，并通过专用软件对每晚的原始FITS文件进行平均处理。由此获得高信噪比光谱，用于研究Ca II H&K谱线的变化，同时获取不受恒星振荡影响的径向速度值，且未丢失振荡信息。我们开发了专用软件构建新的定制掩模，用于改进HARPS-N流程中的径向速度测定并开展光谱分析。 结果：我们更新了该行星的星历表，并展示了恒星双星伴星引起的加速度效应。关于恒星活动变化的结论表明观测时段内存在高纬度光斑。色球层活动与行星轨道相位的相关性仍不明确。在径向速度时间序列中检测到类太阳振荡：我们估算了星震学参数，发现其与理论预测高度吻合。恒星模型推算出τ Boo年龄为0.9±0.5亿年，并进一步将恒星质量限定为1.38±0.05倍太阳质量。
关键词： 行星系统、技术：光谱学、恒星：活动性、恒星：个体：τ Boo（牧夫座τ星）、星震学
更新于2025-09-22 22:42:59
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对HD 17156恒星-行星相互作用的协同X射线与光学观测
摘要： 大量近轨道木星大小的系外行星引发了能否检测到恒星-行星相互作用（SPI）效应的疑问。我们将研究重点放在拥有高偏心轨道木星质量行星的HD 17156系统上。本文展示了XMM-牛顿望远镜观测数据及与HARPS-N光谱仪为期五个月的光学协同观测结果。当该行星接近远星点时我们使用XMM-牛顿进行了观测，随后在其下一次近星点通过时与HARPS-N几乎同步进行了观测。仅在近星点观测期间获得了明确的（5.5σ显著性）X射线探测信号，同时伴随RHK′色球层指数的显著上升。我们讨论了两种可能的活动增强情景：磁重联与耀斑活动，或行星潮汐剥离物质被恒星吸积。无论如何，这可能是首次捕捉到的磁SPI效应实际作用证据。
关键词： 恒星：晚型，恒星：个别天体（HD 17156），X射线：恒星，恒星：活动性，行星系统，恒星：日冕
更新于2025-09-10 09:29:36
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作为恒星的太阳长期径向速度变化：HARPS观测结果
摘要： 背景：恒星径向速度在发现系外行星、测量其物理参数以及研究恒星物理特性方面具有重要作用。 目标：我们利用HARPS光谱仪研究太阳活动对太阳径向速度的影响，以获取可直接与系外行星搜寻计划中测量数据相比较的观测结果。 方法：通过月球、伽利略卫星及多颗小行星作为反射体，测量太阳作为恒星的径向速度，并将该速度与类似恒星活动指数的盘面综合色球层和磁活动指标相关联。我们详细讨论了影响测量的系统效应及其校正方法。 结果：发现太阳作为恒星的径向速度与其色球层活动水平呈正相关（置信度约95%）。2006-2014年间测得长期变化的振幅为4.98±1.44米/秒，与模型预测高度吻合?？鄢咝宰罴涯夂虾蟛胁畹谋曜计钗?.82米/秒，这源于反射体的自转及太阳在短于活动周期时间尺度上的本征变化。此外还检测到径向速度与视线方向光球层磁场通量密度平均绝对值之间存在较低置信度的关联。 结论：我们的结果证实了其他晚型主序星中发现的类似相关性，并为当前模型预测的恒星活动诱发径向速度变化提供了支持。
关键词： 行星与卫星：探测，太阳：活动性，技术：径向速度法，恒星：活动性，太阳：磁场
更新于2025-09-09 09:28:46
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M型矮星的CARMENES输入星表
摘要： CARMENES是一台用于M型矮星径向速度巡天的光谱仪，旨在探测围绕其宿主恒星宜居带运行的类地行星。为确保CARMENES保证时间观测的最优利用，本文研究了约2200颗M型矮星（光谱类型从M0.0 V到M9.0 V）的活动性与自转相关性。我们通过FEROS、CAFE和HRS设备获取了约500颗M型矮星的新高分辨率光谱观测数据。针对每次新观测，我们测定了其径向速度，并计算了Hα活动指数与自转速度。此外，我们对多颗恒星进行了多次观测以研究是否存在因多星系统导致的径向速度变化。调查结果证实：早型M矮星Hα活动性低且自转速度慢，而晚型M矮星Hα活动性强且自转速度极高。这项高分辨率分析成果构成了目前最全面的M型矮星自转与活动性数据库。
关键词： 恒星：自转，技术：光谱学，恒星：活动性，星表
更新于2025-09-09 09:28:46
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红巨星HD 208472的时间序列多普勒成像
摘要： 背景：HD 208472是拥有冷星斑的最活跃RS CVn型双星之一。长达十年的测光观测显示，这些星斑的经度分布似乎以约六年的周期变化，且与亮度变化同步。 目标：本研究旨在空间解析HD 208472的恒星表面，并将测光结果与真实的星斑经纬度分布相关联。此外，我们还探究了该恒星表面的较差自转模式。 方法：利用STELLA机器人天文台三年高信噪比（S/N）的高分辨率光谱数据，我们确定了新的更精确的恒星物理参数。通过将预计算的合成光谱与每条实际光谱进行拟合，提供了新的星斑校正轨道根数。每条光谱选取34条吸收线计算平均线型轮廓（S/N达数百）。利用反演代码iMap从这些线型轮廓重建了总计13幅温度多普勒成像图。通过交叉关联每个观测季内连续的多普勒成像图来研究较差自转。 结果：HD 208472的星斑主要分布于高纬度区域，在中低纬度较少出现。各观测时段均未发现极冠状结构。2009至2010年间观测到一次"翻转-跳变"事件——星斑活动从相位0.0翻转到相位0.5，而恒星整体亮度持续增强并于2014年达到历史峰值。连续多普勒成像图的交叉关联表明其存在类太阳的较差自转，强度约为太阳的1/15。
关键词： 星斑、恒星：成像、恒星：活动性、恒星：个体：HD 208472
更新于2025-09-09 09:28:46