利用太阳引力透镜对系外行星的解析成像

我们讨论了在现实深空任务背景下，利用太阳引力透镜（SGL）对系外行星进行直接多像素成像的可行性。为此，我们考虑了一台放置在 SGL 强干涉区所成图像平面中的光学望远镜。我们考虑一颗位于我们邻近恒星邻域的类地系外行星，并使用我们自己的地球对其特征进行建模。我们估算了来自这样一个致密、延展、可解析系外行星的光子通量。该光以围绕太阳的爱因斯坦环形式出现，透过日冕可见。日冕背景贡献了大量随机噪声，是 utilizing SGL 观测的主要噪声源。我们估算了该噪声的量级。我们计算了在现实条件下进行成像测量所需的结果信噪比（SNR）和相关积分时间。已知去卷积会消除因 SGL 球差导致的模糊，但会大幅降低 SNR。我们的关键发现是，当图像平面中的采样位置（图像像素）保持较宽间距时，这一“惩罚”被显著缓解。因此，我们得出结论：成像任务具有挑战性但可行，所用技术要么已经可用，要么正在积极开发中。在现实条件下，对我们银河系邻域类地系外行星的高分辨率成像仅需数周或数月的积分时间，而非先前认为的数年：使用约 14 个月的积分时间，可以以 SNR>10 获得比邻星处类地行星的高质量 1000x1000 像素图像。