利用激光干涉空间天线探测环双星系外行星与棕矮星

我们探讨了利用激光干涉空间天线（LISA）探测环绕银河系双白矮星双星（DWDs）的巨型环双星系外行星与棕矮星（BDs）的前景。基于白矮星污染观测所启发的50%出现率假设，我们构建了一个环绕DWDs的P型巨型系外行星与BDs的银河系合成种群。我们将具有不同亚恒星质量与轨道间距特征的亚恒星种群注入LISA任务提案中所用的DWD种群中来完成此工作。随后我们进行Fisher矩阵分析，以衡量这些三体系统中有多少表现出LISA可探测的周期性多普勒频移引力波扰动。我们报告了LISA在各种质量与半长轴分布组合下可探测的环双星行星（CBPs）与BDs数量。我们确定了悲观与乐观情景，分别对应于在LISA标称任务时长内观测到的3和83（14和2218）个CBPs（BDs）探测。这些探测遍布整个银河系，遵循底层DWD分布，并且偏向于具有更高LISA信噪比和更短轨道周期的DWDs。最后，我们表明若LISA延长四年，悲观与乐观情景下探测到的系统数量都将翻倍有余。我们的结果展示了探测主序后系外行星与BDs的良好前景，表明引力波可证明这些种群在整个银河系中的存在。LISA的探测将深化我们对系外行星在其宿主恒星最极端演化阶段之后生命历程的认知，阐明恒星生命后期是否发生新的行星形成阶段。