光变曲线折叠过程中系外卫星凌星信号的保留

在搜寻系外行星周围的卫星时，天文学家面临一个惊人的观测事实。尽管4500颗系外行星中有3400颗由凌星法发现，且太阳系中已知卫星数量是行星的25倍以上（其中两颗比水星还大），但尚未发现任何系外卫星。在搜寻系外行星凌星时，通常将恒星光变曲线在一系列试探历元和周期上作相位折叠。然而，该方法无法直接适用于系外卫星。行星-卫星凌星要么必须被非常细致地建模（包括其轨道动力学、互食等），这在计算上代价高昂，要么必须假定关键的简化。其中一种简化是搜寻行星凌星之外的卫星凌星。我们在本报告中探讨的问题是：系外卫星的凌星数据中，有多大比例未被其宿主行星近乎同时的凌星所污染。我们建立了一个解析框架，并用数值行星-卫星凌星模拟器检验了结果。对于类似伽利略卫星的系外卫星，其凌星数据中未被行星凌星污染的比例仅很小：Io为14%，Europa为20%，Ganymede为42%，Callisto为73%。与完整凌星模型相比，行星凌星外折叠技术的信噪比（S/N）分别降至约38%（Io）、45%（Europa）、65%（Ganymede）和85%（Callisto）。对于月球，我们发现未被污染的数据比例通常仅为18%，相应信噪比降至42%。这些数值小得惊人。任何忽略行星凌星数据的系外卫星凌星搜寻算法所换取的速度，是以损失原本就极其微弱的信号中相当大一部分为沉重代价的。