三次直接成像观测即可约束宜居带内地球 2.0 的轨道
地球与行星天体物理
2019-05-01 v1
摘要
天基直接成像任务(HabEx、LUVOIR)将观测类太阳恒星宜居带中系外行星的反射光。这些概念任务的终极目标——但非唯一目标——是刻画此类行星的特征。了解系外行星的轨道有双重帮助:(i)其半长轴告知该行星是否可能拥有表面液态水,使其成为优先目标;(ii)预测行星的未来位置将告诉我们在何时何地观测。HabEx 和 LUVOIR 的科学产出取决于确定行星轨道所需观测的次数、节奏和精度。我们使用六个开普勒轨道参数的真实分布生成模拟观测,尝试 Beta 和均匀偏心率分布,并考虑不完美天体测量( = 3.5 mas)以及高对比度成像系统内工作角导致的遮挡(IWA = 31 mas)。利用马尔可夫链蒙特卡洛方法,我们拟合轨道参数,并作为节奏、历元数和到目标距离的函数检索其平均精度和准确度。给定获取时间,每张图像提供两个数据:行星相对于恒星的 和 位置。基于一张或两张图像的参数反演在形式上欠约束;然而半长轴后验可半解析地获得。对于距离 10 pc 的恒星周围 1 AU 处的行星,若每张图像间隔至少 90 天,三个历元将半长轴约束在 5\% 以内。
引用
@article{arxiv.1903.06184,
title = {Three direct imaging epochs could constrain the orbit of Earth 2.0 inside the habitable zone},
author = {Claire Marie Guimond and Nicolas B. Cowan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.06184},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 9 figures, accepted for publication in AJ