低质量恒星周围地球质量行星的形成与探测

我们研究了低质量恒星（M_star < 0.3 M_sun）周围短周期、潜在宜居轨道上地球质量类地行星的原位形成场景。然后，我们研究了探测这些地球大小行星的可行性。我们的类地行星形成模拟追踪了围绕一个基准M7主星的环形区域中行星胚胎的生长。我们的模拟将半解析模型与完整的N体积分相结合，以追踪从约3×10^21克到最终行星系统构型的生长过程，这些构型通常由3-5颗质量约为0.1-1.0 M_earth、位于或靠近恒星宜居带的行星组成。为了对我们模拟中产生的行星的可探测性获得具体估计，我们提出了一个详细的蒙特卡洛凌星探测模拟。我们发现，对于1米级地面光度测量搜索，探测本地M矮星周围的1 R_earth行星具有挑战性，但探测更大半径的行星是明确可能的。然而，通过低成本卫星任务的全天巡天，探测地球大小的行星是直接的。假设相关噪声水平降低至0.45毫星等，并且围绕从最近的晚型M矮星目标列表中选取的行星具有中等行星冰质量分数，地面光度测量搜索通过扩展搜索平均可探测到0.8颗此类行星。基于空间的光度测量搜索（类似于TESS任务）在其为期两年的巡天中应发现约17颗此类地球大小的行星，假设出现率为28%。