反射光中的地球类似体：来自无约束轨道早期光谱表征的见解

下一代天基天文台旨在利用反射光光谱探测和表征类太阳恒星周围潜在的类地系外行星。然而，目前尚不清楚这种直接成像观测——受限于光谱覆盖范围和信噪比（S/N）——如何转化为对大气成分和宜居性的约束。用于高对比度成像的日冕仪通常工作在窄带通下，而曝光时间限制可能限制数据质量。为了优化观测策略和仪器设计，我们使用大气反演工具 $\texttt{rfast}$，评估了 $\mathit{Habitable\ Worlds\ Observatory}$ 型任务在不同光谱带通（“红”、“蓝”、“可见光”、“近红外”及其组合）和S/N水平（10、15和20；从中等到中高等观测质量）下，反演宜居地球类似体17个大气、表面、整体和轨道参数范围的能力。我们概述了每个参数的观测要求以及每种情况的探测能力，在一个新颖的场景中，光谱数据是在获得轨道约束（可能需要重复访问系统）之前“早期”获取的。对于日冕仪限制和仅近红外带通，大部分有限的可反演信息已经在S/N=10时捕获，在更高S/N下改进甚微。对于更宽的光谱覆盖范围，反演信息的质量和数量随着S/N的增加而提高，但即使在中等S/N下，结合可见光和近红外范围也能提供最全面的表征。为了最大化回报，当光谱访问受限时，应优先考虑更宽的光谱覆盖范围，而不是提高S/N。