[论文解读] K2 Variable Catalogue I: A Catalogue of Variable Stars from K2 Field 0

D. J. Armstrong, H. P. Osborn+6 more|arXiv (Cornell University)|Nov 25, 2014

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 2被引用 8

一句话总结

本文利用长时基光度测量，在K2任务第0期中识别出2,500颗变星，基于Lomb-Scargle周期图和人工检查，将它们分类为周期性、准周期性或非周期性。研究采用去趋势化方法校正航天器指向漂移，获得高精度光 lightcurves，并与客座观测者提案进行交叉匹配以分配变星类型，但排除了食双星。

ABSTRACT

We have searched the K2 campaign 0 data for lightcurve variations associated with stellar variability. The results of this search are presented as a catalogue, giving the identifiers of nearly 2500 variable stars in the dataset. We list the detected range of the variation, periodicity if relevant and semi-amplitude. Lightcurves are classified into strictly periodic, quasi-periodic and aperiodic groups. We do not attempt to identify the source of variability, which may arise from pulsation or stellar activity. However, we cross match the objects against variable star related guest observer proposals, specifying the variable type in many cases. At present eclipsing binary stars are not included. Future releases will address each K2 field as it is made available, and may be improved to include more detailed catalogue information. Detrended object lightcurves are now available for download from the catalogue website.

研究动机与目标

• 利用高精度光度测量，在K2第0期数据集中识别并分类变星。
• 通过基于质心的去趋势化方法，校正航天器指向漂移引起的系统噪声，以提高光曲线质量。
• 提供一个公开可访问、可搜索的变星目录，供天体物理研究和系外行星研究使用。
• 将检测到的变星与客座观测者提案进行交叉匹配，尽可能推断其变星类型。
• 为未来覆盖所有K2天区的目录奠定基础，提供增强的数据产品和改进的分类方法。

提出的方法

• 从MAST档案库获取K2第0期的目标像素文件，仅使用长时基数据（30分钟采样周期）。
• 将每个目标的像素窗口裁剪为9×9的中心区域，并随时间追踪最亮像素以定义固定孔径。
• 执行背景减除，并通过将通量变化建模为CCD上质心位置的函数来实现去趋势化。
• 采用二维分箱与插值技术，构建通量与质心位置之间的平滑曲面，随后将其去除以消除指向引起的趋势。
• 通过截断质心位移超过3倍中位数点对点位移的数据点来剔除异常值。
• 为每条光曲线生成Lomb-Scargle周期图，并通过人工检查将变异性分类为周期性（P）、准周期性（QP）或非周期性（AP）。

实验结果

研究问题

• RQ1 在第一个K2天区中，变星类型（周期性、准周期性、非周期性）的分布如何？
• RQ2 基于质心的去趋势化方法在消除K2光曲线中系统噪声方面的有效性如何？
• RQ3 检测到的变星中有多少是已知的，或与变星客座观测者提案相关联？
• RQ4 K2第0期32天的基线在多大程度上限制了长周期变星的探测？
• RQ5 在数据集中，不同类型的变星在振幅和变异性范围估计上如何比较？

主要发现

• 该目录包含在K2第0期中检测到的2,499颗变星，其相对通量的变异性范围为0.035%至13.97%。
• 周期性变星的周期范围为0至14.9579天，最长的可靠周期受32天观测基线限制。
• 周期性和准周期性变星的半振幅范围为0%至32.71%，短周期天体由于采样周期效应导致振幅减小。
• 去趋势化方法成功降低了由指向漂移引起的系统噪声，提升了变异性检测的信噪比。
• 与客座观测者提案的交叉匹配识别出133个具有已知变星类型的天体，包括贝塔Cephei型星和B型星。
• 本次发布排除了食双星，但未来目录将随着数据和方法的改进而包含它们。