JWST加星冕仪外部遮光罩的类地/超级地球探测产量

我们在一组现实的天体物理假设下，研究了将詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）与星冕仪外部遮光罩结合进行成像任务以寻找类地行星的科学可行性。我们将类地行星定义为质量在1到10个地球质量之间、在类太阳恒星宜居带（HZ）内运行的行星。我们表明，对于依赖单次成像探测类地行星的巡天策略，大约一半的类地行星探测结果将是误报。这里，误报是指将行星错误识别为类地行星。我们考虑了两种旨在缓解误报问题的巡天策略。第一种是要求对每个潜在的类地行星进行足够多次的探测以测量其轨道。当轨道已知时，我们可以确定该行星是否位于宜居带内。采用这种策略，我们发现对于η_Earth = 0.1、0.2和0.3，平均发现的类地行星数量分别为0.9、1.9和2.7。这里，η_Earth是类地行星围绕类太阳恒星运行的频率。当η_Earth = 0.1时，发现零颗类地行星的概率约为40%。如果一项空间天体测量任务已经识别并测量了附近恒星周围行星的轨道和质量，则可以采用第二种策略。我们发现，基于对60颗附近恒星的巡天所获得的先验空间天体测量数据，JWST加外部遮光罩可以为这些恒星周围的大多数（70%至80%）类地行星获得轨道解。类地行星的产量大约是没有先验天体测量数据的JWST加遮光罩任务产量的五倍。有了先验天体测量数据，对于η_Earth = 0.1的情况，成像任务发现零颗类地行星的概率降至1%以下。