利用太阳引力透镜进行空间分辨系外行星生物特征推断的协方差感知框架

评估系外行星上可能存在的生命需要空间、光谱、时间和环境背景，而不是对单一分子或表面特征的阈值探测。我们开发了一个协方差感知的太阳引力透镜（SGL）框架，其中数据产品是根据波长依赖的爱因斯坦环测量重建的时间标记 Stokes 光谱立方体。演示计算是对 30 pc 处地球半径行星的 0.45-2.40 $\mu$m Stokes-I 反射光模拟，观测距离为 650 AU，采用 (128 x 128) 光栅、128 个同步光谱通道，且 $R\simeq70$。另一项 0.40-20 $\mu$m 架构级计算跟踪反射和热行星光子、SGL 增益、太阳日冕噪声、仪器背景、吞吐量、驻留时间和重建协方差。在受控种群审计中，结构正向模型失配保留了气体 > 表面 > 云/路径 > 矿物 > 校准/SGL 的块排序，同时将组合条件信息增益降低到匹配模型值的 0.83。重建协方差括号将 (8 x 8) 区域叠加增益从 7.77 降低到 3.00，意味着 6.7 倍的驻留惩罚。可行性结果是设计缩放，而非任务定论：成像和低分辨率测绘是较早的目标，而完整的区域光谱测量需要同步采集、亚 ppm 有效日冕校准、测量的重建协方差以及特定分支的辐射验证。我们表明，SGL 为表面分辨测绘、区域光谱测量、热-气候诊断和共置测试提供了一条独特而强大的途径，提供了可以加强宜居性和可能生物活性评估的空间、光谱、时间和环境背景，超越了盘积分的前身观测。