利用专用空间望远镜表征凌星行星大气

系外行星科学是当今天文学研究中发展最快的领域之一。地面行星搜寻巡天与专用空间任务（Kepler、CoRoT）正在提供数量不断增长的系外行星，目前约有690颗，而欧空局的GAIA任务预计将把这一数字提升至数千。合乎逻辑的下一步是对这些世界进行表征：它们的本质是什么？它们为何呈现当前的状态？利用哈勃空间望远镜和斯皮策空间望远镜探测凌星热气体巨行星的大气，已证明凭借现有技术可以实现这一宏伟目标。但这些测量也表明，当不得不依赖对少数天体进行的有限次观测时，理解这些环境的物理和化学过程是困难的。要在该领域取得实质性进展，一个专用于系外行星表征的设施，具备优化的仪器设计（探测器性能、测光稳定性等），能够长时间并在宽光谱范围内对统计上显著数量的行星进行观测，将是必不可少的。我们分析了一台1.2/1.4米空间望远镜在从可见光到中红外波段进行系外行星凌星光谱观测的性能，并给出了在不同场景下获取行星大气光谱的信噪比与积分时间和恒星星等/光谱型的关系：这些场景包括围绕光谱型从热F型到冷M型矮星运行的热行星、暖行星和温带行星。我们纳入了已知行星的关键示例（如HD 189733b、巨蟹座55 e）以及对可能的类地行星和气态行星的模拟，涵盖多种热力学条件。我们得出结论，即使是最具挑战性的目标，例如晚型星宜居带内的超级地球，也在M级空间光谱观测任务的能力范围内。