评估 Ariel 对自由漂浮棕矮星的观测能力

Ariel 空间望远镜的首要目标是进行最大规模的ypassing 系行星光谱调查，以表征其大气与天气。我们提议将 Ariel 调查扩展至另一类天体——流浪行星与自由漂浮棕矮星。它们孤立的本质意味着观测不受主机恒星光的污染，其短旋转周期（常类似于热气象行星的轨道周期）为研究时间变化的大气气象提供了机会。相位曲线观测尤其有助于科学家理解大气动力学在 L/T 转换附近的行为，因为此时多种云种在不同高度影响棕矮星随时间变化的光谱。推断这些大气特征的 timescales 与 length scales 是理解亚恒星天体气象的关键。我们量化了 Ariel 微调传感器（FGS）能够导引的孤立热对象数量。尽管在计划中的 10 Hz FGS 脉冲下，2744 个目标中没有任何一个足够亮；但若采用 1 Hz 的“缓慢” FGS 模式，Ariel 可研究 98 个 L0 至 L5 类型的棕矮星。我们模拟了针对当前已知仪器规格的最亮孤立棕矮星的单历元与时间序列光谱观测。我们表明，Ariel 在 1.1-7.8 微米波段的分辨率与灵敏度可在亚百分比水平测量云诱导的变动性。对棕矮星相位曲线观测的调查——此类观测目前无法通过地面望远镜实现——将是 Ariel 调查热气象行星大气变动性的理想补充。