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2022年6月 提高外行星探测能力:恒星活动的多元高斯过程模型
大卫·E·琼斯,大卫·C·斯坦宁,埃里克·福特,罗伯特·L·沃尔伯特,托马斯·洛雷多,克里斯蒂安·吉尔伯森,泽维尔·杜穆斯克
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附录申请。斯达。 16(2): 652-679 (2022年6月)。 内政部:10.1214/21-AOAS1471

摘要

径向速度法是探测系外行星最成功的技术之一。它的工作原理是检测由绕轨道运行的行星的引力效应引起的宿主恒星的速度,特别是沿我们视线的速度,即所谓的径向速度这颗星的形状。低质量行星通常会导致其主星以1米/秒或更低的径向速度移动。通过分析恒星光谱的时间序列,现代天文仪器理论上可以探测到这些行星。然而,在实践中,恒星固有的可变性(例如,星点、对流运动、脉动)会影响光谱,并经常模拟径向速度信号。这种信号污染使得很难可靠地探测到低质量行星。Rajpaul等人提出了一种在恒星活动情况下恢复行星径向速度信号的原则性方法(周一。不是。R.阿斯顿。Soc公司。 452(2015) 2269–2291). 它使用多元高斯过程模型联合捕获视径向速度的时间序列和恒星活动的多个指标。我们在这项工作的基础上采取了两种方式:(i)我们建议使用降维技术来构建新的高信息恒星活动指标;(ii)我们扩展了Rajpaul等人(周一。不是。R.阿斯顿。Soc公司。 452(2015)2269–2291)模型,并使用基于功率的模型比较程序选择最佳模型。尽管对系外行星有着浓厚的兴趣,但之前的工作并没有进行大规模恒星活动模型选择,也没有尝试根据行星探测能力评估模型。在主序星G2V的情况下,我们发现与以前最先进的方法相比,我们的方法大大提高了行星探测能力。

资金筹措表

本材料基于国家科学基金会(向统计与应用数学科学研究所)、AST-1616086(向E.B.F.)、AST-1312903(向T.J.L)、DMS-1622403、SES-1521855和ACI-1550225(向R.L.W.)资助的工作。本材料中表达的任何观点、发现、结论或建议均为作者的观点,并不一定反映国家科学基金会的观点。E.B.F.感谢宾夕法尼亚州立大学埃伯里科学学院和天文与天体物理系、天体统计中心、网络科学研究所以及宾夕法尼亚州立大学、埃伯里理工学院支持的系外行星和宜居世界中心的支持,和宾夕法尼亚州空间拨款联盟。E.B.F.还感谢NASA系外行星研究计划拨款#NNX15AE21G的支持,并支持NASA Nexus在系外行星系统科学(NExSS)方面的合作。NASA系外行星研究计划#NNX15AE21G。本研究得到了海辛·西蒙斯基金会2019-1177号拨款和西蒙斯基金/SFARI(675601,E.B.F.)的资助。T.J.L.感谢美国国家航空航天局天体物理数据分析项目拨款#NNX16AL02G的支持。X.D.感谢科学学会的Branco Weiss Fellowship提供的资金支持。X.D.还承认欧洲研究委员会(ERC)根据欧盟地平线2020研究和创新计划(SCORE No 851555)提供的资金。D.C.S.感谢加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)RGPIN-2021-03985的支持。

致谢

作者感谢两位匿名评论员,一位匿名副主编,以及编辑Nicoleta Serban和Tilmann Gneiting的建设性评论和参考,这些评论和参考帮助改进了论文。作者还感谢内森·哈拉的有益评论。

引用

下载引文

大卫·E·琼斯。 大卫·C·斯坦宁。 埃里克·B·福特。 罗伯特·沃尔伯特(Robert L.Wolpert)。 托马斯·洛雷多。 克里斯蒂安·吉尔伯森。 泽维尔·杜穆斯克(Xavier Dumusque)。 “提高外行星探测能力:恒星活动的多元高斯过程模型。” 附录申请。斯达。 16 (2) 652 - 679, 2022年6月。 https://doi.org/10.1214/21-AOAS1471

问询处

收到日期:2020年6月1日;修订日期:2021年4月1日;发布日期:2022年6月
欧几里得项目首次提供:2022年6月13日

数学科学网:MR4438806型
zbMATH公司:1502.62108
数字对象标识符:10.1214/21-AOAS1471

关键词:尺寸缩减,太阳系外行星,高斯过程,型号选择,径向速度法,恒星活动,时间序列

版权所有©2022数学统计研究所

第16卷•第2期•2022年6月
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