# Into the Depths: a new activity metric for high-precision radial velocity measurements based on line depth variations

**Authors:** Jared C. Siegel, Ryan A. Rubenzahl, Samuel Halverson, Andrew W. Howard  
**arXiv:** [2204.05810](https://arxiv.org/abs/2204.05810)  
**Date:** 2022-04-12  
**Summary page:** https://www.summarizepaper.com/fr/paper/2204.05810v1/

## Key points

- La découverte et la caractérisation des exoplanètes à l'aide de mesures de vitesse radiale (RV) sont limitées par les sources de bruit provenant des surfaces des étoiles hôtes.
- Les techniques actuelles pour réduire l'activité magnétique stellaire reposent sur la décorrélation à l'aide d'un indicateur d'activité ou sur la mesure des RV en utilisant uniquement un sous-ensemble de lignes spectrales insensibles à cette activité.
- Les auteurs ont combiné ces techniques en construisant un indicateur d'activité haut signal-bruit appelé métrique de profondeur $\mathcal{D}(t)$, basée sur les lignes spectrales les plus sensibles à l'activité en utilisant une méthode "ligne par ligne" développée par Dumusque (2018).
- Le modèle temporel $\mathcal{D}(t)$ permet une réduction significative de l'amplitude de l'activité magnétique dans les mesures RV ; pour une série temporelle RV $\alpha$CenB du HARPS, le RMS RV a été réduit de 2.67 à 1.02 m/s.
- La modélisation $\mathcal{D}(t)$ a permis aux auteurs de caractériser des signaux planétaires injectés aussi petits que 1 m/s.
- Elle est supérieure à celle obtenue par la sélection seule des lignes spectrales insensibles à l'activité.
- Pour les étoiles semblables au Soleil ayant des signaux d'activité au niveau du m/s, le suivi individuel et précis du niveau d’activité stellaire modulée en rotation et multiannuelle est possible grâce à ce paramètre.
- Sa qualité est comparable à celle obtenue grâce à la largeur FWHM (à mi-hauteur) de la CCF et log$R^{\prime}_{HK}$.
- Les auteurs ont identifié une forte corrélation entre la profondeur des différents types spectraux et le niveau d’activité stellaire pour une sous-population visuellement identifiée ; ils ont pu utiliser cette corrélation pour identifier les lignes spectrales les plus sensibles pour chaque

## Summary

La découverte et la caractérisation des exoplanètes à l'aide de mesures de vitesse radiale (RV) sont limitées par les sources de bruit provenant des surfaces des étoiles hôtes. Pour réduire l'activité magnétique stellaire, les techniques actuelles reposent sur la décorrélation à l'aide d'un indicateur d'activité (par exemple, la force des lignes Ca II, la largeur de la fonction de corrélation croisée, la photométrie à large bande) ou sur la mesure des RV en utilisant uniquement un sous-ensemble de lignes spectrales qui ont été montrées comme insensibles à cette activité. Dans cette étude, les auteurs combinent ces techniques en construisant un indicateur d'activité haut signal-bruit appelé métrique de profondeur $\mathcal{D}(t)$, basée sur les lignes spectrales les plus sensibles à l'activité en utilisant une méthode "ligne par ligne" développée par Dumusque (2018). De façon similaire aux décorrélations photométriques des RV ou au modèle Gaussien progressif pour les indices d'activités, le modèle temporel $\mathcal{D}(t)$ permet une réduction significative de l'amplitude de l'activité magnétique dans les mesures RV ; pour une série temporelle RV $\alpha$CenB du HARPS, le RMS RV a été réduit de 2.67 à 1.02 m/s. La modélisation $\mathcal{D}(t)$ a permis aux auteurs de caractériser des signaux planétaires injectés aussi petits que 1 m/s. En termes de réduction du bruit et récupération des signaux injectés, elle est supérieure à celle obtenue par la sélection seule des lignes spectrales insensibles à l'activité. Pour les étoiles semblables au Soleil ayant des signaux d'activité au niveau du m/s, le suivi individuel et précis du niveau d’activité stellaire modulée en rotation et multiannuelle est possible grâce à ce paramètre ; sa qualité est comparable à cella obtenue grâce à la largeur FWHM (à mi-hauteur)de la CCF et log$R^{\prime}_{HK}$. Les auteurs ont également identifié une forte corrélation entre la profondeur des différents types spectraux et le niveau d’activité stellaire pour une sous-population visuellement identifiée ; ils ont pu utiliser cette corrélation pour identifier les lignes spectrales les plus sensibles pour chaque cible stellaire étudiée.