星光抑制系统的当前实验室性能及实现宜居世界天文台期望系外行星科学能力的潜在途径
天体物理仪器与方法
2024-04-30 v1
摘要
我们总结了目前实验室中不同星光抑制方法和系统的最佳多色（10%至20%带宽）对比度性能，这些系统旨在直接表征附近恒星周围的系外行星。我们展示了使用等效于离轴或同轴望远镜（单片或分段）的入口孔径的内部日冕仪和外部星冕实验测试台获得的结果。对于给定的角分离和光谱带宽，每个星光抑制系统的性能由原始对比度（图像处理前）、离轴（系外行星）核心吞吐量和校准后对比度（图像处理后离轴点源的最终1西格玛检测限）的值来表征。为了将当前的实验室结果置于未来宜居世界天文台(HWO)任务的背景下，我们模拟了在12 pc处对基准地球/太阳双星系统的可见光观测，假设6米（内切直径）收集孔径和现实的端到端光学吞吐量。然后计算宽带系外地球探测（中心波长0.55微米，20%带宽）和可见光谱观测（R=70）所需的曝光时间，假设各种星光抑制性能水平，包括目前在实验室中展示的值。使用光谱曝光时间作为简单指标，我们的结果指出了支持HWO系外行星科学能力的关键星光抑制系统设计性能改进和权衡。这些权衡可以通过数值研究、实验室实验以及高对比度天基观测和演示来探索。
引用
@article{arxiv.2404.18036,
title = {Current laboratory performance of starlight suppression systems, and potential pathways to desired Habitable Worlds Observatory exoplanet science capabilities},
author = {Bertrand Mennesson and Ruslan Belikov and Emiel Por and Eugene Serabyn and Garreth Ruane and A. J. Eldorado Riggs and Dan Sirbu and Laurent Pueyo and Remi Soummer and Jeremy Kasdin and Stuart Shaklan and Byoung-Joon Seo and Christopher Stark and Eric Cady and Pin Chen and Brendan Crill and Kevin Fogarty and Alexandra Greenbaum and Olivier Guyon and Roser Juanola-Parramon and Brian Kern and John Krist and Bruce Macintosh and David Marx and Dimitri Mawet and Camilo Mejia Prada and Rhonda Morgan and Bijan Nemati and Leonid Pogorelyuk and Susan Redmond and Sara Seager and Nicholas Siegler and Karl Stapelfeldt and Sarah Steiger and John Trauger and a James K. Wallace Marie Ygouf and Neil Zimmerman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.18036},
year = {2024}
}
备注
63 pages, 28 pages, submitted to JATIS