PLATO 凌星系外行星测光中的恒星变率噪声下限

ESA 的 PLAnetary Transit and Oscillations（PLATO）任务的主要科学动机之一是以 3% 的精度测量系外行星凌星半径。除耀斑和星斑外，恒星振荡与米粒组织将对凌星系外行星半径测量施加基本的噪声下限。我们模拟了地球大小系外行星凌星由 SDO 搭载的 HMI 仪器所拍摄太阳连续谱强度图的可见光变曲线，以研究恒星米粒组织与振荡给系外行星半径测量带来的不确定性。在用高斯过程对太阳变率建模后，我们发现太阳振荡与米粒组织的振幅约为 100 ppm——与地球凌星深度相近——并在假设任务期间观测到四次凌星时，给凌星深度带来 0.73% 的相对不确定性。然而，当我们将深度测量转换为行星半径测量时，发现半径不确定性大得多，为 3.6%。这是由于在恒星变率存在下无法约束凌星碰撞参数，从而导致凌星半径比、临边昏暗与碰撞参数之间的简并。我们发现由光球米粒组织引起的表面亮度不均匀性对凌星内测光仅贡献 2 ppm 的下限。由米粒组织与振荡引起的半径不确定性，加上与凌星碰撞参数的简并，在将探测器或观测噪声引入光变曲线之前，已占 PLATO 任务误差预算的显著部分。若有可能约束碰撞参数或获取临边昏暗较弱的更长波长后续观测，则可能实现更高精度的半径测量。