关于灵敏度极限附近系外行星的反响天体测量完备性

我们对近邻恒星宜居带内类地行星的反响天体测量性能提供了初步估计。在蒙特卡洛实验中，我们分析了具有低至中等信噪比的大量天体测量数据集样本。我们处理了单颗行星围绕单颗恒星运行的理想化情况，并假设不存在非开普勒复杂性或不确定性。实际情况只会更加困难。我们使用周期图进行发现，并使用最小二乘拟合来估计开普勒参数。我们发现探测的完备性与文献中的估计相符。我们发现通过最小二乘法进行的质量估计存在偏差，正如在含噪径向速度数据集中所发现的那样；这种偏差降低了准确质量估计的完备性。当我们在未来时间将真实的行星位置与由拟合轨道参数预测的位置进行比较时，我们发现即使在天体测量观测结束后没有延迟，对于0.3倍行星半长轴的精度目标，其完备性也很低。我们的研究结果表明，系外行星任务组（Lunine等人，2008）关于“具备令人信服地测量低至0.2 $\mu$as的摆动半振幅的能力（在整个任务生命周期内积分）”的建议，可能无法由具有空间干涉任务噪声底限特征的仪器来满足，该噪声底限$\sigma_\mathrm{floor}\approx0.035\mu$as。对于系外行星科学计划而言，一个重要且未解决的战略挑战是弄清楚如何以足够的精度预测类地行星的未来位置，以确保后续光谱学科学操作的有效性和成功，该操作将搜寻大气中具有生物学意义的分子。