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单目标光谱径向速度测量的多方法研究方案
摘要： 背景：从巡天工作中产生的大量光谱中推导径向速度需要自动化处理。然而，除慢速旋转的晚型恒星这类经典案例外，现有多普勒频移测量方法需精细调整以避免因个别光谱特性导致精度损失。即将投入运行的盖亚任务中的径向速度光谱仪（RVS）促使人们重新尝试建立能处理多种光谱类型的测量流程。 目标：本文阐述该软件的理论基础。除仅使用合成模板这一假设外，我们不依赖该仪器的任何特性，因此研究成果适用于大多数望远镜-探测器组合。 方法：我们提出同时采用多种具有各自优缺点的替代测量方法，这些方法以不同方式传递光谱信息并产生不同测量值。通过比较或综合各类结果，既可得出"最佳估计值"，也能提示观测光谱存在问题需人工分析。 结果：我们选取三种方法并从统一视角分析其关联与差异，为每种方法选择适当的个体随机误差估计量。同时开发了系统解决模板失配问题的流程，并提出多项测试方案以研究不同方法随观测对象大气参数变化的性能表现。最后描述了获取基于知识的多普勒频移测量综合结果的处理流程。
关键词： 技术：径向速度、巡天观测；恒星：运动学与动力学；方法：数据分析；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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利用微谐振器天文梳搜寻系外行星
摘要： 围绕行星运行会引发宿主恒星微弱的径向速度（RV）偏移，这为行星探测提供了有效方法。值得注意的是，径向速度技术能获取系外行星质量信息——这是凌日测光互补技术无法提供的。然而要探测宜居带内类地行星的径向速度信号，需要激光频率梳（LFC）才能实现的超高光谱精度。传统LFC需经复杂滤波步骤才能适配天文光谱仪，而新型芯片级微谐振器器件——克尔孤子微梳，其分辨率与天文光谱仪完美匹配，可省去这些滤波环节。我们在此展示了一种以原子/分子谱线为基准的孤子微梳，用于天文光谱仪校准。这类器件最终能提供体积仅数立方厘米的LFC系统，从而大幅推动该技术在实验室之外的远程及移动环境中的应用。
关键词： 径向速度、微谐振器、天文梳、克尔孤子微梳、激光频率梳、系外行星
更新于2025-09-04 15:30:14