空间望远镜系外行星分光光度测量新概念

我们提出一种利用未来空间望远镜对凌星系外行星进行光谱表征的新概念。该概念称为密集化光瞳光谱学(densified pupil spectroscopy)，使我们能够针对望远镜指向抖动和主镜变形进行高稳定度的分光光度测量。该密集化光瞳光谱仪包含以下三个作用：将光瞳分割为若干子光瞳，对每个子光瞳进行密集化，以及用常规光谱仪获取每个子光瞳的光谱。聚焦于分割且密集化的子光瞳可被视为点源这一事实，我们发现，通过将分割且密集化的子光瞳置于光谱仪入射狭缝上，简化的光谱仪允许我们在探测器平面（与主镜光学共轭的平面）上获取密集化子光瞳的光谱。所获得的多个光谱针对低阶像差（如望远镜指向抖动和主镜任何变形）在探测器上原则上不发生移动。通过统计处理它们，观测结果的可靠性也得到提高。我们的数值计算表明，由于该方法在指向精度一般的望远镜下将仪器系统误差抑制到10 ppm，直径大于2.5m的下一代空间望远镜有望通过透射光谱和二次掩食表征邻近晚型恒星周围温带超级地球。