大型系外行星干涉仪 (LIFE)：II. 信号模拟、信号提取与单历元观测的基本系外行星参数
地球与行星天体物理
2022-08-10 v2 天体物理仪器与方法
摘要
大型系外行星干涉仪 (LIFE) 计划正在为一项雄心勃勃的太空任务制定科学目标与技术路线图，该任务以天基中红外 (MIR) 消零干涉仪为特色，旨在探测数百颗系外行星的热辐射并表征其大气特性。为了量化此类任务的科学潜力，特别是在技术权衡的背景下，需要一台仪器模拟器。此外，还需要信号提取算法，以验证模拟系外行星数据集中包含的系外行星属性（例如，角分离、光谱通量）能够被精确反演。我们提出了 LIFEsim，一款为利用天基中红外消零干涉仪模拟系外行星系统观测而开发的软件工具。它包含天体物理噪声源（即恒星泄漏以及来自本地黄道尘埃和系外黄道尘埃的热辐射），并提供了在未来纳入仪器噪声项的灵活性。LIFEsim 提供了一种便捷的途径，用于预测未来观测的预期信噪比 (SNR) 作为各种关键仪器和目标参数的函数。正如我们当前的模拟所预期的那样，提取光谱的信噪比由光子噪声主导。在我们对围绕其恒星宜居带运行的小型（）行星的模拟巡天中，从单历元观测我们发现，系外行星估算有效温度的典型不确定性 10%，系外行星半径 20%，与宿主恒星的分离 2%。在信号提取过程中获得的信噪比值与基于纯光子计数统计的信噪比偏差不到10%。（节选）
引用
@article{arxiv.2203.00471,
title = {Large Interferometer For Exoplanets (LIFE): II. Signal simulation, signal extraction and fundamental exoplanet parameters from single epoch observations},
author = {Felix Dannert and Maurice Ottiger and Sascha P. Quanz and Romain Laugier and Emile Fontanet and Adrian Gheorghe and Olivier Absil and Colin Dandumont and Denis Defrère and Carlos Gascón and Adrian M. Glauser and Jens Kammerer and Tim Lichtenberg and Hendrik Linz and Jerôme Loicq and the LIFE collaboration},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.00471},
year = {2022}
}
备注
Accepted for publication in A&A; 15 pages (main text incl. 13 figures and 1 table) + appendix; comments are welcome