光学波段系外巨行星的直接可探测性

受可能在WFIRST/AFTA上安装日冕仪的前景驱动，我们探索了系外巨行星(EGPs)在光学波段的直接可探测性。我们通过行星处于可观测构型中的轨道分数($f_\mathrm{obs}$)来量化其可探测性。利用一系列蒙特卡洛实验，我们研究了 $f_\mathrm{obs}$ 对直接成像设备的内部工作角(IWA)和最小可实现对比度($C_\mathrm{min}$)、行星的相函数、几何反照率、单散射反照率、半径和距地球距离，以及EGPs的半长轴分布的依赖关系。针对给定的几何或单散射反照率，我们假设多种散射机制计算了相函数。我们发现，相对于更真实的瑞利相函数，朗伯相函数可预测显著更大的 $f_\mathrm{obs}$。对于使用WFIRST/AFTA基线能力（$C_\mathrm{min}\sim10^{-9}$, $\mathrm{IWA}\sim0.2''$）的观测，绕地球10、30和50秒差距内恒星运行的类木行星的体积平均可观测分数分别约为 {\sim}12%、3%和0.5%。在10秒差距处，此类观测对半长轴在约 $2 - 10$ AU范围内、低到中等偏心率的行星给出 $f_\mathrm{obs}>1\%$。若 $C_\mathrm{min}=10^{-10}$，该范围延伸至约 $35$ AU。我们发现，除最乐观的构型外，盲搜中探测的概率很低（${<}\,5\%$）。然而，借助来自长期视向速度活动和Gaia天体测量的轨道参数约束，我们在本工作中开发的工具可用于确定最有前景的瞄准系统以及何时观测它们。