詹姆斯·韦伯空间望远镜系外行星目标选择的优化框架

詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）将投入大量观测时间用于系外行星研究。与哈勃空间望远镜不同，它无法维修，因此航天器/仪器的寿命相对有限。从这一有限的观测时间中获取尽可能多的科学成果十分重要。我们提供了一个分析框架（包括公开发布的计算工具），可用于优化用于大气表征的系外行星目标列表。我们的工具接收行星探测星表（模拟的或实际的）；按行星半径和平衡温度对目标进行分类；估算行星质量；生成模型光谱和模拟仪器光谱；进行统计分析以确定仪器光谱能否确认大气探测；最后，按所需观测时间对每个类别内的目标进行排序。对于一份模拟的凌星系外行星巡天卫星行星探测星表，我们针对可用观测时间确定了最优目标排序。我们的结果与其他近期关于 JWST 系外行星目标优化的研究总体一致。我们表明，关于目标行星大气金属丰度、仪器性能（尤其是噪声基底）和统计探测阈值的假设，会对目标排序产生显著影响。在其完整的 10 年（燃料限制）任务中，JWST 有潜力将通过透射光谱表征的大气数量增加一个数量级（从当前约 50 个增至 400 至 500 个之间）。