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Enregistrement W4225372852 · doi:10.1051/0004-6361/202142262

A novel framework for semi-Bayesian radial velocities through template matching

2022· preprint· en· W4225372852 sur OpenAlexafffund
A. M. Silva, J. P. Faria, N. C. Santos, S. G. Sousa, P. T. P. Viana, J. H. C. Martins, P. Figueira, C. Lovis, F. Pepe, S. Cristiani, R. Rébolo, R. Allart, A. Cabral, A. Mehner, A. Sozzetti, A. Suárez Mascareño, C. J. A. P. Martins, D. Ehrenreich, D. Mégevand, E. Palle, G. Lo Curto, H. M. Tabernero, J. Lillo-Box, J. I. Gónzalez Hernández, M. R. Zapatero Osorio, N. C. Hara, N. J. Nunes, P. Di Marcantonio, S. Udry, V. Adibekyan, X. Dumusque

Notice bibliographique

RevueAstronomy and Astrophysics · 2022
Typepreprint
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueStellar, planetary, and galactic studies
Établissements canadiensUniversité de Montréal
Organismes subventionnairesFonds de recherche du Québec – Nature et technologiesFundación Bancaria Caixa d'Estalvis i Pensions de BarcelonaAgencia Estatal de InvestigaciónMinisterio de Ciencia, Innovación y UniversidadesEuropean CommissionMinisterio de Ciencia e InnovaciónCERNFundação para a Ciência e a TecnologiaSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen ForschungFondation familiale TrottierNational Science Foundation
Mots-clésStarsPhysicsExoplanetMatching (statistics)Radial velocityStar (game theory)Context (archaeology)AstrophysicsBayesian probabilityAlgorithmComputer scienceArtificial intelligenceMathematicsStatisticsGeography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Context. The ability to detect and characterise an increasing variety of exoplanets has been made possible by the continuous development of stable, high-resolution spectrographs and the Doppler radial velocity (RV) method. The cross-correlation function (CCF) method is one of the traditional approaches used to derive RVs. More recently, template matching has been introduced as an advantageous alternative for M-dwarf stars. Aims. We describe a new implementation of the template matching technique for stellar RV estimation within a semi-Bayesian framework, providing a more statistically principled characterisation of the RV measurements and associated uncertainties. This methodology, named the Semi-Bayesian Approach for RVs with Template matching, S-BART, can currently be applied to HARPS and ESPRESSO data. We first validate its performance with respect to other template matching pipelines using HARPS data. We then apply S-BART to ESPRESSO observations, comparing the scatter and uncertainty of the derived RV time series with those obtained using the CCF method. We leave a full analysis of the planetary and activity signals present in the considered datasets for future work. Methods. In the context of a semi-Bayesian framework, a common RV shift is assumed to describe the difference between each spectral order of a given stellar spectrum and a template built from the available observations. Posterior probability distributions are obtained for the relative RV associated with each spectrum using the Laplace approximation, after marginalization with respect to the continuum. We also implemented, for validation purposes, a traditional template matching approach, where a RV shift is estimated individually for each spectral order and the final RV estimate is calculated as a weighted average of the RVs of the individual orders. Results. The application of our template-based methods to HARPS archival observations of Barnard’s star allowed us to validate our implementation against other template matching methods. Although we find similar results, the standard deviation of the RVs derived with S-BART is smaller than that obtained with the HARPS-TERRA and SERVAL pipelines. We believe this is due to differences in the construction of the stellar template and the handling of telluric features. After validating S-BART, we applied it to 33 ESPRESSO GTO targets, evaluating its performance and comparing it to the CCF method as implemented in ESO’s official pipeline. We find a decrease in the median RV scatter of ~10 and ~4% for M- and K-type stars, respectively. Our semi-Bayesian framework yields more precise RV estimates than the CCF method, in particular in the case of M-type stars where S-BART achieves a median uncertainty of ~15 cm s −1 over 309 observations of 16 targets. Further, with the same data we estimated the nightly zero point (NZP) of the instrument, finding a weighted NZP scatter of below ~0.7 m s −1 . Given that this includes stellar variability, photon noise, and potential planetary signals, it should be taken as an upper limit on the RV precision attainable with ESPRESSO data.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,007
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,020
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,036

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0070,020
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,002
Bibliométrie0,0030,003
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0040,004
Science ouverte0,0060,004
Intégrité de la recherche0,0030,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,018
Tête enseignante GPT0,250
Écart entre enseignants0,232 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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