算上FT中的6个峰值,在一颗恒星周围发现6个系外行星是否“容易”?


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phys.org上的文章《科学家使附近的恒星的巨大数据集可供公众使用》描述了Echelle径向速度测量的可公开访问的数据库的发布;LCES HIRES / KECK精密径向速度系外行星测量。另请参阅Keck的HIRES主页

在过去的二十年中,这些科学家将HIRES指向1600多个“邻里”恒星,所有恒星都距离地球相对较近100帕秒(即325光年)。该仪器记录了将近61,000个观测值,每个观测值持续30秒到20分钟不等,这取决于所需的测量精度。汇总所有这些数据,数据集中的任何一颗恒星都可以拥有数天,数年或数十年以上的观测值。

这部分特别引起了我的兴趣:

伯特说:“ 我们最近发现了一个绕着恒星旋转的六行星系统,这是一个很大的数字。” “我们通常不会探测到超过三到四个行星的系统,但是我们可以成功地绘制出该系统中所有六个行星的图,因为我们在宿主恒星上拥有超过18年的数据。” (添加了重点)

对于一个或两个行星且行星际引力相互作用最小的非常简单的情况,一个很好的,长的,连续的径向速度测量的傅立叶变换将显示两个主峰,可能还有其他伪影。如果每个行星引起的恒星运动幅度相似,则分析可能相当简单。

但是对于引号中提到的六颗行星的情况(我不知道是哪颗),以及不完整的时间覆盖范围(这是一项调查),该分析是如何进行的?仅山峰?还是只是将其投入到超级计算机对所有可能组合的模拟中,并让模拟退火运行一个月?

还是也涉及到一些“侦探工作”-假设,装修空间的局限性,甚至包括研究之外的其他数据?


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水星,金星,地球,火星,木星,土星。土星(#6)的轨道周期为29年。拥有18年的数据,他们永远都不会掌握。与我们自己的系统相比,它必须是一个奇特分布的太阳系。对于傅立叶来说,两,三个轨道将是不错的选择。
Wayfaring Stranger '02

@WayfaringStranger,如果对数据集唯一分析是傅立叶变体,则可能是正确的。您也可以直接分析速度随时间的变化。我认为,经过18年的数十次速度测量,其精度达到了1米/秒,您也许可以证明在木星之后至少还有一些大的东西。我不确定是否可以明确地解决土星和天王星,但是如果您提出问题,我会在分析中给出答案。
uhoh

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@-> uhoh很好。我可以看到如何添加其他的方法将提高分辨率,也没有想从事老“什么类型的曲线拟合都在这里有效”的讨论。我只关注傅立叶,因为这就是问题的框架。
Wayfaring Stranger '02

Answers:


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我怀疑记录持有人(截至2017年2月14日)是HD 10180,它至少有7颗行星并且可能有多达9颗的证据。

Lovis等。(2011)宣布了最初的发现,该发现基于6年内进行的190次径向速度测量。测量精度为0.3-0.9 m / s。

该论文的第4节介绍了如何在数据中寻找行星。它是傅立叶和拟合方法的混合体。找到周期图中的每个峰值后,将其添加到模型中,然后朝着最佳解决方案进行迭代。

连续的行星减小了预计径向速度曲线周围的均方根散度。最终必须做出判断,即拟合统计的改进是否足以证明在模型中增加了另一个行星(以及更多自由参数)。添加7颗行星后的最终均方根值刚好超过1 m / s,这比预期的精度差,但是Lovis等人。归因于恒星活动引起的(可能)径向速度抖动。然后完善轨道模型,以包括行星-行星相互作用和潮汐力的影响。

可归因于每个行星的径向速度幅度范围为0.8-4.5 m / s。最边缘检测的幅度最小,但是周期最短(周期更多,因此更容易检测到较小的幅度)。

ñ

这些类型的分析中有许多重要的假设。主要的问题是您必须假设某种背景噪声模型,并且通常假定它是高斯和非周期性的。


ØG2π/ω

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