直接成像搜寻类地系外行星任务的科学参量研究

我们使用在时间$t$内观测到的系外行星数量$N_{t}$作为科学度量，来研究类地行星搜寻者等直接搜寻任务。在我们的模型中，$N$有27个参数，分为三类：2个天文参数、7个仪器参数和18个科学运行参数。针对为探索参数空间而选择的各种参数“27-向量”，我们计算设计参考任务以估算$N_{t}$。我们的处理包括搜索观测后的完备性恢复$c$、再访、太阳与反太阳规避、观测开销以及后续光谱观测。我们的基线27-向量具有孔径$D = 16$m、内工作角$IWA = 0.039''$、任务时间$t = 0-5$年、类地系外行星出现概率$\eta = 0.2$，其余23个参数取典型值。对于基线情况，一个典型的五年设计参考任务拥有一个包含约4700颗具有非零完备性恒星的输入星表，在约2600次观测中观测到约1300颗独特恒星，其中约1300次为再访，并在一年后产生$N_{1}\sim50$颗系外行星，五年后产生$N_{5}\sim130$颗。我们探讨了十个参数相对于基线的偏移。我们发现$N$强烈依赖于$IWA$，而仅微弱依赖于$D$。对于$Z < 50$ zodis的黄道光、$h > 0.2$的端到端效率以及$\zeta < 10^{-10}$的散射星光，$N$也仅表现出微弱依赖。我们发现观测开销、完备性恢复与再访、太阳与反太阳规避以及后续光谱观测都是估算$N$的重要因素。