On the Feasibility of Intense Radial Velocity Surveys for Earth-Twin Discoveries
On the Feasibility of Intense Radial Velocity Surveys for Earth-Twin Discoveries
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关于孪生地球发现的密集径向速度调查的可行性
DOI：
10.1093/mnras/sty1464
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发表时间：
2018
影响因子：
4.8
通讯作者：
Hall R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hall R
这项工作评估了下一代高精度径向速度 (RV) 仪器用于地球孪生系外行星探测的潜在能力。从数据采样重要性的角度来看，Terra Hunting Experiment 的目标是通过全新仪器 HARPS3 在精心挑选的目标列表上的长基线上进行一系列夜间 RV 观测来实现这一目标。本文描述了生成和处理此类数据的端到端模拟，以帮助我们更好地了解未表征的恒星噪声对轨道周期为数月数量级的地球质量行星的恢复的影响。我们在观测计划中考虑完整的开普勒系统、真实的模拟恒星噪声、仪器白噪声和特定位置的天气模式。我们使用贝叶斯统计来评估适合合成数据的各种行星模型，并将泰拉狩猎实验计划的成功行星恢复与典型的参考调查进行比较。我们发现，泰拉狩猎实验可以在太阳型恒星的宜居带、单行星系统和多行星系统中，以及在存在恒星信号的情况下探测地球双胞胎，它在恢复参数的准确性方面优于典型的参考调查，并且其性能与不间断的天基计划相当。
This work assesses the potential capability of the next generation of high-precision radial velocity (RV) instruments for Earth-twin exoplanet detection. From the perspective of the importance of data sampling, the Terra Hunting Experiment aims to do this through an intense series of nightly RV observations over a long baseline on a carefully selected target list, via the brand-new instrument HARPS3. This paper describes an end-to-end simulation of generating and processing such data to help us better understand the impact of uncharacterized stellar noise in the recovery of Earth-mass planets with orbital periods of the order of many months. We consider full Keplerian systems, realistic simulated stellar noise, instrument white noise, and location-specific weather patterns for our observation schedules. We use Bayesian statistics to assess various planetary models fitted to the synthetic data, and compare the successful planet recovery of the Terra Hunting Experiment schedule with a typical reference survey. We find that the Terra Hunting Experiment can detect Earth twins in the habitable zones of solar-type stars, in single and multiplanet systems, and in the presence of stellar signals, that it outperforms a typical reference survey on the accuracy of recovered parameters, and that it performs comparably to an uninterrupted space-based schedule.
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