Roman 微透镜巡天对宜居行星的探测灵敏度

我们研究了 Roman 望远镜对宜居带（HZ）中系外行星的探测灵敏度。Roman 望远镜对宜居行星的探测效率在三类具有密近焦散拓扑的行星微透镜事件中达到最大。（a）透镜距离 $D_{\rm l} \gtrsim 7$ kpc、宿主透镜质量 $M_{\rm h}\gtrsim 0.6M_{\odot}$ 的事件。假设宜居带中存在木星质量行星，这些事件的 $q\lesssim 0.001$ 且 $d\gtrsim 0.17$（$q$ 为质量比，$d$ 为天平面上投影的行星—宿主距离，以爱因斯坦半径为单位归一化）。主透镜质量 $M_{\rm h} \lesssim 0.1 M_{\odot}$ 的事件，其透镜系统要么（b）靠近观测者（$D_{\rm l}\lesssim 1$ kpc），要么（c）靠近银河系核球（$D_{\rm l}\gtrsim 7$ kpc）。对于主透镜宜居带中的木星质量行星，这两类事件的 $q\gtrsim 0.01$、$d\lesssim 0.04$。（a）类事件产生更大的焦散。通过模拟 Roman 可探测的行星微透镜事件，我们得出结论：Roman 在乐观宜居带（OHZ，即类太阳恒星周围 $[0.5,~2]$ AU 的区域）中探测地球质量和木星质量行星的效率分别为 $0.01\%$ 和 $5\%$。若假设 Roman 可探测的微透镜事件（约 $27000$ 个）中每个微透镜都有一颗系外行星环绕，则该望远镜有潜力探测到 $35$ 颗投影行星—宿主距离位于 OHZ 内的系外行星，其中仅一颗质量 $\lesssim 10M_{\oplus}$。根据模拟，这些系外行星中有 $27$ 颗实际位于 OHZ 内。