通过种群级大规模巡天全面理解行星系统
天体物理仪器与方法
2026-01-28 v1 地球与行星天体物理
摘要
在过去三十年中，系外行星研究提供了涵盖广泛质量、尺寸和轨道配置的行星的大量普查结果。尽管取得了这些进展，对这些种群的物理解释仍然严重受限，因为仅对一小部分高度精选的目标提供了行星质量、内部结构和大气方面的精确约束。因此，大多数已知的系外行星在物理上仍然模糊不清，阻碍了稳健的种群级趋势的构建，并限制了我们对行星形成、演化和宜居性的理解。在未来几十年中，诸如 PLATO、Earth 2.0 和 Nancy Grace Roman Space Telescope 等任务将大幅增加探测到的系外行星数量。然而，如果不具备大规模表征行星质量和大气的能力，这些发现将在很大程度上仍由探测驱动。当前和计划中的设施，包括 JWST 和 ELT 级仪器，擅长对单个系统进行详细研究，但本质上不适合进行大规模、同质化的巡天。本白皮书将种群级物理表征确定为 2040 年代的一项基础科学挑战，并推动了对新观测范式的需求。我们概述了启用光子学的模块化望远镜架构如何提供所需的巡天速度、稳定性和可扩展性，以在具有统计意义的样本中联合探测行星内部和大气，从而实现对行星系统全面且具有物理依据的理解。
引用
@article{arxiv.2601.18841,
title = {Towards a Comprehensive Understanding of Planetary Systems through Population-Level, Large-Scale Surveys},
author = {Francisco J. Pozuelos and Pedro J. Amado and Jesús Aceituno and Marina Centenera-Merino and Stefan Cikota and Javier Flores and Julius Göhring and Sergio León-Saval and Kalaga Madhav and Giuseppe Morello and Abani Nayak and Jose L. Ortiz and David Pérez-Medialdea and María Isabel Ruiz-López and Miguel A. Sánchez-Carrasco and Alejandro Sánchez-López},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.18841},
year = {2026}
}
备注
White paper submitted to the ESO Call for White Papers on Future Science Questions (2040s)