在VIS/NIR波长范围内探测并表征缝隙中嵌入式低质量巨行星的可行性

可见光与近红外(VIS/NIR)中的高对比度成像揭示了星周盘(CSDs)中大量亚结构。最常观测到的亚结构之一是同心缝隙，其可能暗示嵌入式形成中行星的存在。然而，对它们的直接探测十分稀少，因此大多数缝隙特征的起源仍存歧义。本研究旨在考察高对比度VIS/NIR成像直接探测并表征缝隙中低质量巨行星的能力。为此，生成了原行星盘模型网格。模型包含一个中心T Tauri星，其周围是面朝下的CSD，盘中含一颗吸积行星，该行星本身被 circumplanetary disk (CPD) 环绕并刻蚀出一道缝隙。我们使用蒙特卡洛辐射转移代码Mol3D生成温度分布与合成观测。基于这些模拟，我们测量了行星及其CPD对对比度曲线的影响，并量化了观测波长与五个关键参数对所得信号强度的影响。随后，我们对结果应用探测判据并评估SPHERE/VLT探测嵌入式行星的能力。我们发现所考察参数空间的一部分包含可探测行星，并阐述了未探测到的含义。此外，我们分析了因使用过小日冕掩模而导致有价值信息潜在丢失的问题。然而，我们发现这一结果极不可能发生。最后，在VIS/NIR范围内，我们针对所考察的行星与盘的各项基本属性，确定了能使我们区分不同底层参数值的最具前景的观测波长。我们发现，可探测性与表征往往受益于不同的观测波长。