将反演分析应用于决策树框架可表征类地球系外行星

未来规划的系外行星表征任务将很快使搜寻太阳系以外的生命成为可能。该搜寻的关键在于开发能够在保持观测效率的同时搜寻生物标志物的生命探测策略。在这项工作中，我们采用了一种新开发的生物标志物决策树策略，用于类地球系外行星的遥感表征。该决策树提供了一份逐步路线图，用于基于地球生物圈及其随时间演化来探测系外行星生物标志物并排除假阳性。我们遵循表征现代地球类行星和太古宙地球类行星的路径，并评估了与宜居世界观测台（HWO）前期研究一致的设计的日冕仪带通组合相关的观测权衡。通过对每个带通（或组合）的反演分析，我们展示了决策树的效用，并评估了一系列生物标志物化学物种和宜居性指标（即 H$_2$O、O$_2$、O$_3$、CH$_4$ 和 CO$_2$ 的气体丰度）的不确定性。值得注意的是，对于现代地球，利用三个策略性布置的带通（两个在可见光，一个在近红外），H$_2$O 和 O$_2$ 的丰度、行星表面气压和大气温度的 1-$\sigma$ 不确定性实现了小于一个数量级的分布。对于太古宙，CH$_4$ 和 H$_2$O 可在可见光中通过单个带通探测到。