从月球通过射电研究系外行星
天体物理仪器与方法
2025-08-14 v1 地球与行星天体物理
摘要
预测表明，有磁场和无磁场的系外行星在形成、行为和演化上会有很大不同。因此，非常需要直接约束这些磁场，以全面了解系外行星的属性，包括它们潜在的宜居性。这一目标与Astro2020十年调查的建议相一致。观测行星极光射电辐射是最有前途的探测方法之一，但数十年的搜索尚未得出确切的探测结果，尽管地面射电望远镜现在正出现有希望的线索。然而，这些地面努力从根本上受到地球电离层的限制，地球电离层会阻挡预期来自类地和类海王星系外行星的低频信号（<10 MHz）。在这份白皮书中，我们概述了利用月球独特环境来克服这一障碍的策略。我们讨论了即将进行的LuSEE-Night和ROLSES探路者任务将如何研究我们太阳系的行星作为系外行星类似物，并对10 MHz以下的系外行星射电通量设定首个有意义的上限。此外，我们探讨了拟议的未来月球阵列FarView和FARSIDE的革命性潜力。例如，FarView将具有足够的灵敏度来研究各种系外行星（从超级地球到气态巨行星）的磁场，并且比地面望远镜能多研究一个数量级的类木行星，为发电机理论提供关键测试。最重要的是，FARSIDE将能够探测附近类地系外行星的磁层，与JWST和HWO的大气特征表征工作形成强大的协同作用，以全面评估其潜在的宜居性。通过打开这个未探索的低频窗口，来自月球的射电天文学有望彻底改变系外行星磁层科学领域。[节选]
引用
@article{arxiv.2508.09222,
title = {Studying Exoplanets in the Radio from the Moon},
author = {Jake D. Turner and Jack O. Burns and David Rapetti and Philippe Zarka and Jean-Mathias Grießmeier and Judd Bowman and Gregg Hallinan and Joshua Hibbard and Johnny Dorigo Jones and Laurent Lamy and Corentin K. Louis and Richard Lovelace and Nivedita Mahesh and Ronald Polidan and Xiang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.09222},
year = {2025}
}
备注
2 pages, 2 figures. White paper submission to the "Key Non-Polar Destinations Across the Moon to Address Decadal-level Science Objectives with Human Explorers" input call