系外彗星的红外干涉成像

活跃彗星已在多个系外行星系统中被探测到,尽管迄今仅为间接探测——当延展彗发中的尘埃或气体掠过恒星盘面前方时。活跃彗发的大光学表面积与相对较高温度也使其适合直接成像研究,但角分离通常过小,现有设施难以触及。然而,未来具备探测近邻系统宜居带类地行星能力的成像设施,也将对这些系统中的系外彗星敏感。本文考察系外彗星成像的若干方面,尤其结合大型系外行星干涉仪(LIFE)——一个拟议中的通过零干涉开展红外成像与光谱的空间任务。我们基于 LIFE 性能模拟以及近期凌星巡天推导的系外彗星统计性质,研究 LIFE 获取系外彗星成像与光谱的能力。我们发现,对于像 beta Pictoris 这样具有极端彗星活动的系统,足够亮的彗星可能极为丰富,以致挤满 LIFE 内视场。更近且中等活动的系统如 epsilon Eridani 或 Fomalhaut 可能是最优目标。若系外彗星具有强硅酸盐发射特征(如 Hale-Bopp 彗星),则可能研究单个系外彗星体的矿物学。我们还讨论系外彗星作为行星假阳性的可能,以近期对 alpha Centauri 的深成像为一个假想例子。此类污染可能常见,主要出现于年轻碎屑盘恒星中,但在主序星族中应罕见。我们讨论降低此类假阳性风险的策略。