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高斯天文台星体测距计划的外星行星产量预测

地球与行星天体物理 2025-12-12 v3 天体物理仪器与方法

摘要

我们重新审视了基于更新后的巨型行星发生率模型、局部星体群落模型以及高斯天文台已证实的测距精度,对高斯天文台星体测距计划预期外星行星发现数量的评估。我们的分析结合了阐明关键标度关系的半解析模型与更真实的蒙特卡洛模拟。我们预测在 5 年数据集(DR4)中将发现 7,500±2,1007{,}500 \pm 2{,}100 个行星,完整的 10 年任务期(DR5)中将发现 120,000±22,000120{,}000 \pm 22{,}000 个行星,其中主要误差来源于对巨型行星发生率的不确定性。我们评估了这些预测对检测阈值以及测量行星质量和轨道参数所需精度的敏感性。大约有 1,900±5401{,}900 \pm 540 个行星在 DR4 中,38,000±7,30038{,}000 \pm 7{,}300 个行星在 DR5 中,其质量和轨道周期可确定得更好于 2020%。大多数检测将发现生物球型星体(33 - 13MJ13 M_{\rm J})在 22 - 55AU 轨道上围绕 GKM 型星体(0.40.4 - 1.3M1.3 M_\odot)运行,这些星体位于 500 光年内。无法分辨的双星星体将导致虚假的行星检测,但我们估计正式的行星数量至少比虚假检测多出一个数量级。唯一的例外是生物球型星体在 M 型恒星上且轨道半径小于 1 AU 时,此时的虚假阳性率预计约为 5050%。为支持社区为即将到来的数据发布做好准备,我们提供了高斯天文台外星行星和行星冒充星体的模拟目录。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.04673,
  title  = {On the Exoplanet Yield of Gaia Astrometry},
  author = {Caleb Lammers and Joshua N. Winn},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.04673},
  year   = {2025}
}

备注

27 pages, 15 figures. Accepted for publication in AJ. Catalogs and code available at https://github.com/CalebLammers/GaiaForecasts