Detecting Exomoons Orbiting Imaged Exoplanets: Prospects for Detecting Moons Orbiting a Giant Planet in $\alpha$ Centauri A's Habitable Zone

相邻的巨型系外行星提供了搜寻轨道于其上的系外月(exomoon)的机会。本文构建了一个用于调查通过系外星-恒星相对测距捕获系外月信号可能性的仿真框架。我们聚焦于$\alpha$ Centauri A，其被假想的巨型行星所环绕，该行星符合Very Large Telescope和James Webb Space Telescope观测中候选检测的结果。我们考虑各种能够搜寻系外月的观测站体架构，包括即将到来的设施以及一个假想的专用设施——例如，直径为3米、中心观测波长为500 nm、在1小时观测中对比度受限性能为$\sim$10$^{-9}$的专用太空望远镜。我们发现，该设施将能够在五年的观测 campaign中探测到以太阳为质量的系外月，前提是该行星为Saturn质量。更一般地，我们模拟了各种水平系外月探测极限。我们发现，在五年的观测 campaign中，若观测精度为0.1 mas且观测频率为1小时，则能够探测到质量约为0.2 M$_\oplus$、轨道周期为4-30天的系外月。此外，我们发现39米级地面望远镜能够以每日更宽松的观测频率探测到同一假想行星上的地球大小系外月。我们讨论了这些结果作为专用太空望远镜以及对更广泛星-行星-月系统物理参数进行更详细研究的动力。