2020年代 WFIRST 微透镜巡天的科学背景
地球与行星天体物理
2019-03-21 v1
摘要
[删节] WFIRST 具有独特能力，可发现质量小至火星、轨道间距与木星相当（即超出其恒星当前冰线）的行星。这些行星介于 Kepler 发现的密近行星与直接成像观测到的宽间距气态巨行星以及由 ALMA 观测推断出的冰巨星之间。此外，WFIRST 能探测到的最小行星，比 RV 与 Gaia 在可比间距处探测到的行星更小。要解释行星族群以推断 underlying 的形成与演化过程，需结合多种探测方法的结果，以测量行星随行星大小、轨道间距和宿主恒星质量变化的完整情况。微透镜是发现 1 至 5 au 处 0.5 至 5 倍地球质量（M_E）行星的唯一途径。过去 20 年间，空间微透镜巡天的论据未变：空间可实现宽场衍射极限观测，解析核球中的主序星，从而探测并表征最微弱的信号，包括质量至少小至火星的行星信号。变化在于地基（GB）微透镜正逼近其极限，凸显了空间巡天的科学必要性。GB 微透镜已在约海王星质量处发现质量比分布的中断，意味着这些是最普遍的微透镜行星，且更小的行星较为稀少。然而，GB 微透镜的探测极限仅略低于观测到的中断处。WFIRST 将通过发现大量更小行星——500 颗海王星、600 颗气态巨行星、200 颗地球及小至 0.1 M_E 的行星——来测量中断以下的质量比函数形状。由于它还将测量宿主质量与距离，WFIRST 也将追踪行星分布随间距与宿主恒星质量变化的行为。
引用
@article{arxiv.1903.08219,
title = {The Scientific Context of WFIRST Microlensing in the 2020s},
author = {Jennifer Yee and Rachel Akeson and Jay Anderson and Etienne Bachelet and Charles Beichman and Andrea Bellini and David P. Bennett and Aparna Bhattacharya and Valerio Bozza and Geoffrey Bryden and Sebastiano Calchi Novati and B. Scott Gaudi and Andrew Gould and Calen B. Henderson and Savannah R. Jacklin and Samson A. Johnson and Naoki Koshimoto and Shude Mao and David M. Nataf and Matthew Penny and Radoslaw Poleski and Clément Ranc and Kailash Sahu and Yossi Shvartzvald and Keivan G. Stassun and Rachel Street},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.08219},
year = {2019}
}
备注
Science White Paper submitted to the Astro2020 Decadal Survey, 8 pages, 2 figures