Spatially resolved spectroscopy of the exoplanet HR 8799 c
HR 8799是一个在直接成像中发现的多行星系统，目前已知有三颗伴星。在这里，我们提出了空间分辨VLT/NACO 3.88--4.10微米光谱的中间行星，HR 8799 c，它有一个估计的质量约10兆焦耳，温度约1100 K和38 AU的预计分离。光谱显示了与现有理论模型的连续性的一些差异，特别是4微米的长度，这意味着详细的云结构或非平衡条件可能在年轻的系外行星大气的物理学中发挥重要作用。
2010-01-12 astro-ph.EP
Oxygenic photosynthetic responses of cyanobacteria exposed under an M-dwarf starlight simulator: Implications for exoplanet's habitability
简介：在遥远的系外行星上寻找生命预计将依赖于大气生物特征检测，例如生物来源的氧气。然而，没有证明在地球上依赖于可见光的光合作用在模拟围绕M-矮星的宜居带运行的系外行星的光谱条件下可以发挥多大的作用，这些恒星在可见光中具有低的光发射，在远红/近红外线中具有高的光发射。通过利用蓝细菌，第一个生物进化出我们星球上的光合作用，和一个星光模拟器能够准确地复制的发射光谱的M-矮星在350-900 nm范围内，我们可以回答这个问题。研究方法：我们进行了实验，蓝细菌Chlorogloeopsis fritschii PCC 6912，能够远红光光适应（FaRLiP），这使得该菌株收获远红光，除了可见光进行光合作用，和集胞藻属物种。PCC 6803，一个物种不能进行这种光适应，比较他们的反应时，暴露于三个模拟光谱：M-矮，太阳和远红光。我们分析了生长和光合适应功能的色素组成和光系统的组织。最后，我们确定了直接暴露于不同光谱的菌株的产氧量。结果如下：这两种蓝细菌在M矮和太阳光条件下的生长和光合作用相似：集胞藻通过利用可见光中的少量光子，C。fritschii通过收集可见光和远红光，激活FaRLiP反应。
2023-02-18 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.bio-ph
Exoplanet Classification and Yield Estimates for Direct Imaging Missions
目前正在研究的未来NASA概念任务，如可居住系外行星成像任务（HabEx）和大型紫外线光学红外（LUVOIR）勘测者，将发现大量多样性的系外行星。我们在这里提出了一个分类方案，根据它们的大小和入射恒星通量将系外行星分为不同的类别，目的是提供预期数量的系外行星观测（产量）与直接成像任务。这种分类的界限可以利用已知的气体和冷凝物在行星大气中不同压力和温度下的化学行为来计算。在这项研究中，我们首先专注于闪锌矿ZnS，H2O，CO2和CH 4的冷凝曲线。这些物质在行星大气中凝聚的顺序定义了不同类别行星之间的界限。广义上，行星根据其大小分为岩石行星（0.5 - 1.0RE）、超级地球行星（1.0- 1.75RE）、次海王星行星（1.75-3.5RE）、次木星行星（3.5 - 6.0RE）和木星行星（6-14.3RE），并根据入射恒星通量分为“热”、“暖”和“冷”。然后，利用NASA系外行星计划分析组的科学分析组-13（SAG-13）的社区协调结果，计算了不同类型系外行星在这些边界内的行星出现率η_{planet}。这些发生率估计值又用于估计不同望远镜直径的直接成像任务的预期系外行星产量。
2018-02-26 astro-ph.EP
Ammonia, Water Clouds and Methane Abundances of Giant Exoplanets and Opportunities for Super-Earth Exoplanets
未来的直接成像系外行星任务，如WFIRST/AFTA、Exo-C和Exo-S，将测量系外行星在可见光波段的反射率。要观测的系外行星将位于比地球离太阳更远的地方。这些“寒冷”的系外行星具有有利于水和/或氨云形成的大气环境，就像太阳系中的木星一样。我们研究了直接成像系外行星任务的科学回报，重点是系外行星的大气成分。首先，该研究表明，一颗巨大系外行星在600 - 1000 nm处的低分辨率（R=70）反射光谱，对于20的中等信噪比，将允许测量最上层云层的压力和甲烷的混合比，如果最上层云层位于0.6 - 1.5巴的压力水平。进一步提高信噪比，可以将云台压力的测量范围提高到0.2 - 4巴。甲烷的强吸收带和弱吸收带允许云和气体的同时测量;当最上层的云甲板位于比0.2的压力水平浅时，弱带被静音，并且云甲板压力和甲烷的混合比不能从单个反射光谱中区分出来。其次，未来的直接成像系外行星任务可能会探测到一些超级地球系外行星的宽带反射率。如果有以H2O为主的大气层，直接成像的超级地球很可能有比1 E-3酒吧浅的水云。这些行星上非常高的云层会使除了H2O之外的大多数气体吸收特征变得静音，并且这些行星会在颜色-颜色图中占据一个有限的相空间。
2014-12-24 astro-ph.EP
Direct Imaging of Exoplanets at the Era of the Extremely Large Telescopes
十年之内，大规模系统学调查的时代将衰退，这要归功于对距离太阳200 pc以内的系外行星系统的全面普查。随着2024年至2028年之间的第一批光的预测，新一代的超大型望远镜和行星成像仪将在一个有利的时间到达，利用这一发现的甘露来描述巨型和大地行星的形成，演化和物理学，最终目标是搜索和发现生物特征。从这个角度来看，我将简要总结专门用于系外行星研究的ELT的直接成像仪器的主要特点，我将回顾关键的科学案例（从行星形成的初始条件，行星系的架构和巨型行星和地球行星的物理和大气层），他们将根据其预测的性能。
2018-10-04 astro-ph.EP
Exoplanet Atmosphere Measurements from Direct Imaging
在过去的十年中，大约有十几颗巨大的系外行星被直接成像为年轻恒星的同伴。通过新的极端日冕仪（如VLT的SPHERE和Gemini的GPI）对这些行星的光度测定和光谱分析，我们开始对这些天体的大气进行表征和分类。最初，人们认为年轻的行星将类似于褐矮星，更大的物体，但共享类似的有效温度和成分。令人惊讶的是，年轻的行星看起来比褐矮星要红得多，这可能是由于它们的表面重力较低，并表明大气结构有很大不同。首先，年轻的自由浮动行星似乎是一样或更多的变化比场褐矮星，由于旋转调制的不均匀的表面特征。最终，这种不均匀性将使这些物体的大气层结构顶部能够通过超大望远镜上的多普勒成像来映射。巨型系外行星的直接成像光谱学是研究宜居带行星的前奏。最终，将有必要使用LUVOIR等未来望远镜对大量宜居带行星样本进行直接成像光谱分析，以确定多种生物特征，并确定邻近恒星宜居带中地球质量系外行星的宜居性。
2018-07-13 astro-ph.EP
A New Concept for Direct Imaging and Spectral Characterization of Exoplanets in Multi-planet Systems
我们提出了一种新的方法，从太空中直接探测和表征系外行星。这种方法使用四个收集望远镜，结合相位斩波和光谱仪，仅在几个基线上进行观测，而不是在连续旋转的基线上进行观测。聚焦于典型系外行星的连续波长光谱，通过记录光谱分辨信号，可以同时均匀地填充（u，v）平面。这一概念使我们能够完美地从重建图像中去除斑点。对于一个由一颗恒星和多颗行星组成的目标，在三条基线上进行观测就足以提取出每颗行星的位置和光谱。我们的模拟表明，这种新的方法使我们能够检测到一个类似太阳的恒星周围的模拟地球在10 pc，并获得其光谱的波长范围从8到19 μm的高光谱分辨率为100。这种方法使我们能够充分表征模拟地球，并以类似的方式表征多行星系统中的每个行星。
2011-03-13 astro-ph.EP
Toward the Analysis of JWST Exoplanet Spectra: the effective temperature in the context of direct imaging
目前稀疏的波长范围覆盖的系外行星直接成像观测，以及事实上，模型定义使用有限的波长范围，导致有效的温度determination.We研究这些影响使用黑体和大气模型，我们详细介绍了如何推断这个参数的不确定性。通过突出显示关键波长覆盖范围，可以更准确地表示有效温度，我们的分析可用于减轻或管理模型分析中添加的额外不确定性。我们发现，波长范围的覆盖将很快不再是一个问题。通过整合詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的光谱观测计算出的有效温度将给出类似于或优于当前最先进的不确定性，即将模型拟合到数据。准确计算有效温度将有助于改进当前的建模方法。获得对这一关键参数的独立和精确的估计将有助于基准测试过程，以确定模拟系外行星大气的最佳做法。
2019-10-01 astro-ph.EP
Direct Imaging of Exoplanets Beyond the Radial Velocity Limit: Application to the HD 134987 System
未来的直接成像任务将主要观测以前探测到的行星，主要是通过径向速度（RV）技术，以确定行星大气的特征。与此同时，直接成像可能会在现有的行星系中发现新的行星，这些行星具有足够明亮的反射通量，但没有足够的信号供其他方法检测。在这里，我们调查的参数空间内的行星是不太可能被检测到的RV在不久的将来，由于精度的限制，但可以通过反射光与未来的直接成像任务发现。我们使用的HD 134987系统作为一个工作的例子，结合RV和直接成像检测极限曲线在同一参数空间通过各种假设，并插入一个虚构的行星到系统中，同时确保它之间的RV和成像检测极限。通过动力学模拟和检索测试测试的行星有效性表明，这颗行星确实可以通过成像检测到，同时仍然隐藏在RV调查中。直接成像检索是使用两个任务概念的星影模拟进行的：可以与南希格雷斯罗马太空望远镜耦合的星影Renaissance探测器和可居住系外行星天文台。这种方法适用于任何其他系统和高对比度直接成像仪器，并有助于为未来的成像观测和新系外行星的发现提供数据分析。
2021-04-28 astro-ph.EP
WAET: low-cost ground based telescopes for accelerated exoplanet direct imaging
宽孔径系外行星望远镜（WAET）是一种新的地基光学望远镜布局，具有极不对称的孔径，从而以极低的成本实现新的系外行星成像。我们认为，hWAET，一个100 × 2的望远镜，可以在2020年代以1.5亿美元的价格建造，而超过3亿美元的版本值得进一步研发。
2019-07-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Far-Ultraviolet Activity Levels of F, G, K, and M dwarf Exoplanet Host Stars
本文综述了远紫外光（FUV; 1150 - 1450 Ang）来自71颗行星宿主和33颗非行星宿主F、G、K和M矮星的发射线光谱，目标是表征其FUV活动水平范围，将FUV活动水平校准到90 - 360 Ang极紫外线（EUV）恒星通量，并研究FUV发射线探测恒星-行星相互作用（SPI）的潜力。我们建立这个发射线样本从新的和档案观测的组合与哈勃太空望远镜COS和STIS仪器，针对色球和过渡区的Si III，NV，C II和Si IV的发射线。我们发现，系外行星的宿主恒星，平均而言，显示5 - 10低的紫外线活动水平的因素相比，非行星托管样本，这是解释了在径向速度行星搜索的恒星选择的观测和天体物理学的偏见相结合。我们证明了在完整的F-M星样本中，从自转周期>~3.5天开始，紫外活动与自转的关系表现为幂律下降（指数$α$ ~ -1.1）。使用N V或Si IV光谱和恒星的热通量的知识，我们提出了一个新的解析关系来估计内在的恒星EUV辐照度在90 - 360 Ang波段的精度大致为2的一个因素。最后，我们研究了SPI强度和UV活性之间的相关性的背景下，控制样品偏差的主成分分析。我们发现，SPIs是不是一个统计上显着的贡献者所观察到的紫外线活性水平。
2018-09-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Directed follow-up strategy of low-cadence photometric surveys in Search of Transiting Exoplanets - II. application to Gaia
在之前的一篇论文中，我们提出了定向跟踪（DFU）方法，我们建议该方法可用于有效地增强低节奏光度测量，以优化探测凌日系外行星的机会。在本文中，我们提出了初步的测试应用DFU的方法，未来欧空局的空间任务盖亚。我们通过几个已知凌日行星的模拟案例，使用盖亚预期的性能和当前的设计，展示了盖亚测光的策略应用。我们表明，尽管低节奏的观测DFU，当为盖亚的扫描定律量身定制时，可以方便地检测过境行星与地面观测，即使在任务的生命周期。我们的结论是，盖亚测光，虽然没有优化过境检测，不应该被忽视的过境行星的搜索。如果有一个适当的地面后续网络，它可以对这一搜索作出重要贡献。
2012-11-20 astro-ph.EP
Constraining accretion signatures of exoplanets in the TW Hya transitional disk
我们提出了一个近红外直接成像搜索周围的年轻恒星对象（YSO）TW Hya，一个多环盘表现出行星形成的证据可能的原行星吸积签名。Pa $β$线（1.282 $μ$ m）是原行星吸积的指示，其强度远高于原行星的黑体辐射。我们专注于Pa $β$线，并进行了Keck/OSIRIS光谱观测。虽然光谱差分成像（SDI）减少检测没有吸积签名，本研究的结果允许我们设置5 $σ$检测限Pa $β$发射的$5.8\times10^{-18}$和$1.5\times10^{-18}$ erg/s/cm $^2$ 0 \farcs 4和1 \farcs 6，分别。我们考虑了潜在行星的质量，使用理论模拟的环行星盘和氢排放。得到的质量分别为25和95 AU的$1.45\pm 0.04$ M $_{\rm J}$和$2.29 ^{+0.03}_{-0.04}$ M $_{\rm J}$，这与先前宽带成像获得的检测限一致。探测极限应该允许识别小到$\sim$ 1 M $_{\rm J}$的原行星，这可能有助于在极端自适应光学仪器无法获得的微弱YSO周围进行直接成像搜索。
2017-07-20 astro-ph.EP
Exoplanet Vision 2050
我们是否有希望为系外行星研究的未来描绘出一幅似是而非的图景？这里我们从发现系外行星的前25年推断到2050年。如果累积系外行星数量的幂律继续下去，那么到2050年将有近1亿颗系外行星。虽然这个数字听起来大得可笑，但我们发现，幂律可能会持续到至少2030年，届时盖亚和WFIRST将发现大约10万颗系外行星。在经历了早期的径向速度探测时代之后，我们现在正处于凌日时代，接下来可能是由WFIRST和盖亚任务主导的凌日和天体测量时代。然后呢？也许更多并不是更好。在布达佩斯举行的“系外行星愿景2050”研讨会上，天文学家进行了一项小型非正式调查，表明天体生物学主题可能会影响系外行星研究的未来。
2019-11-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Future of Exoplanet Direct Detection
衍射从根本上限制了我们对系外行星进行成像和表征的能力。目前和计划中的对系外行星的日冕探测正在取得令人难以置信的进展，但从根本上说，它受到了几个λ/D的内部工作角的限制。在可预见的未来，一些关键的主题，如前5000万年内系外行星的人口统计和类地行星的红外表征，都超出了单孔径角分辨率的范围。干涉测量在系外行星探测和表征方面具有一些优势，我们在本白皮书中探讨了一些可能的潜在科学突破。我们在这里证明，对“系外行星干涉测量”的投资可以通过空间相干性为斑点抑制开辟新的可能性，极大地提高了确定系外行星轨道的天体测量精度，能够对年轻的巨型系外行星（年龄<5000万年的星团）进行普查，以及从太空探测类地行星和寻找大气生物标志物的红外调零的无与伦比的潜力。所有迹象都表明，系外行星和干涉仪的未来令人兴奋，尽管这一承诺需要几十年才能实现。
2019-07-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
Clouds can enhance direct imaging detection of O2 and O3 on terrestrial exoplanets
本研究利用 PSG 模拟并结合 CARMA 云模型，评估云层对 HWO 直接成像探测类地系外行星 O2 与 O3 的影响，发现低云在多种情景下通常提升其 SNR。
2025-05-12 astro-ph.EP
Pathway Toward a Mid-Infrared Interferometer for the Direct Characterization of Exoplanets
我们认识到需要在可见光和红外热辐射的反射光中表征系外行星。但是对于热红外，我们也认识到干涉调零器的困难，尽管如此，我们还是赞同未来对干涉仪的需要。我们提出了一个新的，现实的，途径，以满足这两个目标，热红外研究和干涉架构。
2009-05-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Low-rank plus sparse trajectory decomposition for direct exoplanet imaging
我们提出了一种直接成像方法的基础上结合低秩加结构稀疏模型的系外行星的检测。对于这项任务，我们开发了一个字典的可能有效的圆形轨道的行星可以在观测时间，元素可以有效地使用旋转和卷积运算计算。我们设计了一个简单的交替迭代硬阈值算法，共同促进低秩背景和稀疏的系外行星前景，解决非凸优化问题。实验比较的$β$ -风景如画的系外行星基准数据集表明，我们的方法有可能优于广泛使用的环形PCA的特定行星的光强度的受试者工作特性（ROC）曲线。
2023-01-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
On the Direct Imaging of Tidally Heated Exomoons
我们展示了现有的和计划中的望远镜在地面和太空中的能力，以直接成像潮汐加热的系外卫星绕着巨大的气体系外行星运行。潮汐加热的系外卫星可能比它们的宿主系外行星更明亮，如果它是一颗低质量恒星，它的亮度可能只有系统的恒星亮度的0.1%。由于系外卫星的辐射可以由潮汐力提供动力，因此它们可以在距离系统恒星主星任意大的距离处发出明亮的光，温度为几百开尔文，在极端情况下甚至更高。此外，这些高温可能发生在数十亿年前的系统中。因此，潮汐加热的系外卫星可能比巨型系外行星更容易成为直接成像研究的目标，因为巨型系外行星必须既年轻又与其主要行星有很大的预计距离，才能进行当代直接成像研究。例如，（暖）斯皮策太空望远镜和下一代地面仪器可以探测到大约地球大小的系外卫星，温度约为600 K，距离约为5秒差距。未来的中红外空间望远镜，如JWST和SPICA，将能够直接成像最近的20多颗恒星周围的潮汐加热的外卫星，这些恒星的亮度温度> 300 K，R> 1R_地球轨道距离主星> 12 AU，置信度为5 sigma，积分时间为10，000秒。此外，一些已经被直接成像的系外行星可能实际上是潮汐加热的系外卫星，或者是这种物体与热的年轻行星的混合物。如果这样的系外卫星存在并且足够普遍（即附近），那么直接成像一个表面条件允许液态水存在的系外卫星可能比在其主要的经典宜居带中解析一个类地行星要容易得多。
2013-04-19 astro-ph.EP
Likelihood ratio map for direct exoplanet detection
直接成像系外行星是一项具有挑战性的任务，因为它们相对于宿主恒星的角距离很小，对比度很高，并且存在准静态噪声。我们提出了一种新的统计方法直接成像的系外行星的基础上的似然比检测地图，它假设的噪声后的背景减法步骤服从拉普拉斯分布。我们比较了该方法与两种检测方法的基础上信噪比（SNR）的地图后，广泛使用的环形主成分分析（AnnPCA）进行背景扣除。在Beta Picture数据集上的实验结果表明，该方法在零假阳性率（FPR）的情况下实现了最高的真阳性率（TPR），优于SNR图。
2022-10-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System
直接成像允许通过它们的热发射来检测和表征系外行星。我们报告的发现，通过成像的一个年轻的类木行星在一个三星系统，并通过近红外光谱表征其大气特性。HD 131399的半长轴相对于它的三级恒星系统比任何已知的双星系统或三星系统中的系外行星都要近，这使得HD 131399在动力学上不同于任何其他已知的系统。HD 131399 Ab在三重系统中的宽轨道上的位置表明，在多恒星系统中，可能会在长且可能不稳定的轨道上发现大质量行星。HD 131399 Ab是直接成像的最小质量（4+/-1 MJup）和最冷（850+/-50 K）的系外行星之一。
2016-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discovery of radio emission from the exoplanet $β$ Pictoris b
Department of Physics and Astronomy, University of Oregon（俄勒冈大学物理与天文系）
利用MeerKAT阵列首次直接探测到系外行星$\beta$ Pictoris b的极光射电辐射，识别为电子回旋脉泽辐射，测得磁场强度$\gtrsim 1.25$ kG。
2026-09-16 astro-ph.EP
Direct Exoplanet Detection Using L1 Norm Low-Rank Approximation
本文提出基于分量级L1范数的低秩矩阵近似方法L1-LRA，用于系外行星直接成像，并通过ROC曲线和视觉比较证明其在近恒星与远恒星环带中优于基于L2范数的截断SVD。
2023-10-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Defining and cataloging exoplanets: The exoplanet.eu database
我们描述了一个太阳系外行星质量候选者的在线数据库，定期更新新的数据。我们首先讨论列入目录中的对象的标准：“定义”的行星和行星候选人的置信水平的几个方面。{ \bf我们指出了归属或不归属目录的清晰度与置信水平的模糊性之间的冲突。}然后，我们描述了太阳系外行星系的不同表格，包括未经确认的候选行星（最终将通过直接成像来确认或不确认）。它还提供在线工具：行星和主星数据的直方图，这些参数之间的互相关和一些VO服务。数据库的未来发展。
2011-06-07 astro-ph.EP
Silicate clouds and a circumplanetary disk in the YSES-1 exoplanet system
利用JWST中红外观测，研究首次在YSES-1 c大气中发现硅酸盐云，并在YSES-1 b周围探测到环行星盘的亚微米橄榄石尘埃发射。
2025-07-25 astro-ph.EP
Exoplanet Biosignatures: Future Directions
系外行星科学有望在不久的将来继续快速积累新的观测结果，从而推动理解和解释即将到来的大量数据，以确定我们太阳系以外的生命迹象。系外行星样本的大量统计数据，结合我们对生命及其签名的普遍性质的理解的模糊性，需要一个生物签名评估的定量框架。在这里，我们引入了一个贝叶斯框架，用于指导未来的生命检测方向，它允许我们的搜索策略超越已知生命的生物签名的可能性。贝叶斯方法提供了一种语言来定量地定义未来生命检测的条件概率和置信水平，重要的是，可以约束有或没有阳性检测的先验生命概率。我们描述了必要的经验和理论工作，以限制相关的可能性，包括那些出现从恒星和行星的背景下，进化历史的偶然性和物理和化学的普遍性。我们讨论了贝叶斯框架如何指导我们的搜索策略，包括确定观测波长或在有针对性的搜索或更大，更低分辨率的调查之间做出决定。我们的目标是提供一个定量的框架，而不是夹带到生命或其签名的具体定义，它集成了必要的自信地检测外星生命的不同学科的观点。
2017-08-08 astro-ph.EP
Brown Dwarfs and Directly Imaged Exoplanets in Young Associations
为了了解太阳系外形成的巨行星的大气层和形成机制，未来十年将需要对孤立的年轻棕矮星进行研究。在这份白皮书中，我们总结了在未来十年中发现空间的机会，在年轻的恒星协会中，行星质量在150 pc以内的孤立棕矮星。我们建议下一代望远镜及其他望远镜需要投资于描述年轻的棕矮星，以便充分了解直接成像的系外行星的大气层以及恒星形成过程的尾端。
2019-03-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Direct Acceleration: Cosmic and Exoplanet Synergies
直接测量加速度是宇宙学和系外行星的一个关键科学目标。对于宇宙学来说，红移漂移的概念（到21世纪20年代已经有60多年的历史）可以直接建立弗里德曼-勒马-罗伯逊-沃克模型。结合宇宙微波背景测量，它将使暗能量的优值比第四阶段实验增加3倍。对于系外行星，所需的相同技术提供了前所未有的径向速度精度，从而能够在宜居带中探测地球质量的行星。其他科学案例包括绘制银河系引力势和测试其暗物质分布。
2019-03-13 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.IM
Direct Exoplanet Investigation using Interstellar Space Probes
探索我们自己的太阳系的经验表明，使用空间探测器对行星体进行直接调查，必然会产生以其他方式无法获得的科学知识。在系外行星的情况下，可能需要这种直接的调查来确认天文观测的推论，特别是关于行星内部，表面过程，地质演化和可能的生物学。这将需要运输复杂的科学仪器穿越星际空间，并提出了一些方法来实现这一点，在几十年来测量的飞行时间进行审查。得出的结论是，可能除了用强大的地球激光器将速度加速到~ 0.1 c的非常轻（因此在科学上有限）的探测器之外，可能必须等到能够利用太阳系的物质和能源的天基文明发展起来之后，才能实现这种能力。
2017-07-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
Minimal Differential Lateral Acceleration Configurations for Starshade Stationkeeping in Exoplanet Direct Imaging
利用外部遮蔽器（starshade）抑制星光的系外行星成像任务需要望远镜和starshade之间的精确对准，因此在观测期间需要维持starshade轨道。两个航天器之间的横向加速度差可作为燃料使用和观测所需中断次数的替代指标。与高保真度模拟站保持的结果进行比较，验证了这种易于计算的代理的使用。在被约束于以望远镜为中心的球面上的星光罩位置中，微分横向加速度的最小值位于一个大圆及其相应的极点上。我们提出了一个封闭的表达式，望远镜到星的矢量需要最小的位置保持观察从望远镜在任意位置
2021-05-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
Simulated Direct Imaging Detection of Water Vapor For Exo-Earths
可居住的行星通常被定义为能够维持表面液态水的类地行星。因此，大气中的水蒸气可以成为可居住性的关键指标。因此，以适居性为主题的系外行星调查强调探测目标的水蒸气特征。最近研究了利用反射光对系外行星直接成像的各种概念飞行任务，包括HabEx和LUVOIR概念。在这里，重要的是要了解如何在反射光直接成像-再加上中等分辨率的光谱学-可以用来检测各种水蒸气量在类地行星大气。为了研究类地系外行星的水蒸气检测，我们在水蒸气柱质量的网格上生成反射光谱，并使用仪器模型来探索在可见光或近红外波长处进行光谱特征检测所需的积分时间。低分辨率的近红外光谱通常是最佳的检测水蒸气在大气中的类地系外行星时，使用反射光直接成像。这适用于干燥或寒冷的类地行星，其大气层中含有相对较少的水蒸气。大气中富含水蒸气，例如行星经历潮湿或失控的温室，可以在可见光波段有效地检测到水蒸气。了解系外行星的大小、温度和相对于宜居带的位置等细节有助于确定大气特征的适当波长范围。总的来说，对类地系外行星的水蒸气探测对于未来的直接成像任务来说是相当可行的。
2019-12-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Enhancing Direct Exoplanet Spectroscopy with Apodizing and Beam Shaping Optics
直接系外行星光谱学旨在测量系外行星的光谱，同时最大限度地减少从其宿主恒星收集的光线。将行星光从星光中分离出来，可以提高每个光谱通道的信噪比（S/N），因为恒星的噪声占主导地位，这可能会使新的研究在高光谱分辨率（> 30，000）下以前所未有的细节对系外行星大气进行研究。然而，最佳的仪器设计取决于来自行星和恒星的通量水平，与其他来源的噪声相比，如探测器噪声和热背景。在这里，我们提出了专门设计的光学系统的设计，制造和实验室演示，以提高信噪比在两个潜在的制度直接系外行星光谱与自适应光学仪器。第一个是一对光束整形透镜，通过提高在行星的已知位置处进入单模光纤的耦合效率来增加行星信号。第二个是灰度变迹器，它减少了行星与其主星之间小角度分离时的衍射星光。前者在探测器噪声或热背景占主导地位时特别增加信噪比，而后者有助于降低恒星噪声。我们在每种情况下的理论和实验点扩散函数之间的良好协议，并预测曝光时间减少（$\sim 33\%$），每组光学提供的51波江座b模拟观测使用凯克行星成像仪和表征仪器在W. M。凯克天文台。
2021-02-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Using Ground-Based Telescopes to Mature Key Technologies and Advance Science for Future NASA Exoplanet Direct Imaging Missions
地面望远镜在过去二十年中一直在系外行星直接成像科学和技术发展方面发挥主导作用，并将在今后十年及以后继续发挥不可或缺的作用。极端自适应光学（AO）系统将推进焦平面波前控制和日冕照相术，增强WFIRST-CGI的性能并降低风险，同时验证性能要求并激励改进大气模型，以明确描述HabEx/LUVOIR太阳系类似物。超大型望远镜的专用仪器可能会提供类太阳恒星周围岩石行星的第一张热红外图像，为HabEx/LUVOIR提供许多系外地球候选者和关键的辅助信息，这些信息可以帮助澄清行星是否适合居住。
2018-03-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Direct emission spectroscopy of exoplanets with the medium resolution imaging spectrometer on board JWST MIRI: I. Molecular mapping and sensitivity to instrumental effects
JWST/MIRI上的中分辨率光谱仪将提供中红外光谱，同时保留空间信息。凭借JWST和MIRI探测器无与伦比的灵敏度，MRS有可能彻底改变我们对巨型系外行星大气的理解。分子测绘是一种很有前途的探测和表征技术，用于研究直接成像的系外行星的光谱。我们的目的是研究这种技术的可行性和应用MRS观测。我们使用仪器模拟器MIRISIM创建模拟观测解决恒星和系外行星系统。作为模拟器的输入，我们使用来自文献的恒星和行星参数，行星光谱用辐射转移代码petitRADTRANS建模。在用JWST管道处理原始数据后，我们对数据进行高通滤波以考虑恒星点扩散函数，并使用前向建模方法来检测同伴并通过其分子特征来限制其大气的化学成分。我们确定了直接成像的系外行星的MRS和模拟观测的两个代表性的系统，HR 8799和GJ 504的光谱特性的限制因素。在这两个系统中，我们都可以检测到存在于其大气输入模型中的多个分子的存在。我们使用了两种不同的方法与单分子前向模型，在文献中使用，是敏感的检测主要是H $_2$ O，CO，CH $_4$，NH $_3$，和对数似然比检验，使用全大气前向模型，是敏感的一个较大量的不占主导地位的分子物种。我们表明，MIRI MRS可用于在中红外使用分子映射来识别广泛分离的巨型系外行星。
2021-10-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Simulating Reflected Light Exoplanet Spectra of the Promising Direct Imaging Target, $\upsilon$ Andromedae d, with a New, Fast Sampling Method Using the Planetary Spectrum Generator
模拟系外行星的日冕剖面是规划和解释未来直接成像观测的关键。在本文中，我们演示了使用行星光谱发生器产生模拟的反射光系外行星光谱。我们使用PSG检查直接成像的系外行星光谱的所有模型相关的多个问题，并产生明亮的，附近的系外行星$\upsilon$仙女座d，下一代设施的潜在直接成像目标的样本光谱。我们引入了一种新的、快速且准确的二次采样技术，该技术使磁盘集成光谱的计算比切比雪夫-高斯采样快一个数量级，以进行中到高分辨率采样。使用这种方法和第一性原理推导的大气$\upsilon$和d，我们模拟了各种不同的潜在的大气配置的相位相关的光谱。$\upsilon$和d的模拟光谱包括具有不同雾度和云特性的版本。基于我们的综合分析，这颗行星的轨道参数，相位和照明适当的模型光谱，和现实的仪器噪声参数，我们发现，$\upsilon$和d是一个潜在的有利的直接成像和光谱目标的日冕仪（CGI）的南希格雷斯罗马太空望远镜。当包括对应于Roman CGI SPC光谱模式的噪声模型时，PSG预测在Roman CGI SPC光谱模式（R=50光谱）和频带1 HLC成像模式的中心波长箱中达到模拟光谱的信噪比为10所需的时间分别为大约400小时和小于40小时。我们还讨论了潜在的途径来提取有关行星及其大气层的信息与未来的观测，并发现罗马的观测可能能够约束行星的内部温度。
2021-06-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
A comprehensive spectroscopic reference of the solar system and its application to exoplanet direct imaging
NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Southeastern Universities Research Association (SURA)（东南大学研究协会）；Centre for Planetary Habitability, Department of Geosciences, University of Oslo（奥斯陆大学地球科学系行星宜居性中心）；American University（美国大学）；Oak Ridge Associated Universities (ORAU), NPP Program（橡树岭联合大学国家博士后培养项目）
本研究通过校准太阳系行星光谱，构建了用于系外行星直接成像研究的参考库，并测试了其在模拟观测中的应用。
2025-12-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Analysis of Angular-Differential Post-Processing Algorithms for Exoplanet Direct Detection with a Photonic Lantern Nuller
California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Leiden Observatory（莱顿天文台）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本文分析了用于系外行星直接检测的光子灯笼消光仪的角差后处理算法，提出利用主成分分析改进ADIF方法，以提取行星空间参数，并测试了两种ADIF变体在模拟数据中的效果。
2026-07-02 astro-ph.EP astro-ph.IM
Direct imaging of exoplanets in the habitable zone with adaptive optics
系外行星科学的主要目标之一是寻找和描述可居住行星的特征，直接成像将在这一努力中发挥关键作用。虽然从地面上拍摄一个真正的地球类似物可能是遥不可及的，但下一代的巨型望远镜将发现和描述附近恒星的宜居带（HZ）内和附近的许多行星。径向速度和凌日搜索表明，这样的行星是常见的，但成像他们将需要在非常小的角间距实现极端的对比度，提出了许多挑战的自适应光学（AO）系统的设计。使用最新一代的高对比度成像仪，对少数非常接近的恒星进行成像，HZ中的巨行星甚至可能触手可及。在这里，我们将回顾HZ的定义，以及那里可探测行星的特征。然后，我们回顾了一些方式，在HZ直接成像将不同于典型的系外行星成像调查今天。最后，我们提出了我们的观测的初步结果，半人马座α A的HZ与麦哲伦AO系统的VisAO和Clio2相机。
2014-07-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exoplanets with ELT-METIS I: Estimating the direct imaging exoplanet yield around stars within 6.5 parsecs
直接成像是一种强大的系外行星发现技术，与其他技术相辅相成，在30米级望远镜时代具有很大的前景。天基凌日观测彻底改变了我们对类太阳恒星周围小轨道半径行星频率的理解。下一代的超大型地面望远镜将具有角分辨率和灵敏度，可以直接对最近恒星周围具有$R < 4R_\oplus$的行星进行成像。在这里，我们预测收益率从直接成像调查的体积有限的样本的类太阳恒星与中红外ELT成像仪和光谱仪（METIS）仪器，计划为39米欧洲南方天文台（ESO）极大望远镜（ELT），预计将在十年结束时投入使用。使用开普勒发生率，一个样本的恒星光谱型A-K在6.5秒差距内，和模拟对比度曲线的基础上，什么是可实现的日冕成像与自适应光学先进的模型，我们估计预期的产量从METIS使用蒙特卡罗模拟。我们发现METIS预计在N2波段（10.10 - 12.40 $μ$ m）的行星产量为1.14颗行星，这比在L（3.70 - 3.95 $μ$ m）和M（4.70 - 4.90 $μ$ m）波段的可比观测结果要大。我们还确定了一个24.6%的机会，发现至少一个类木行星在背景有限的制度，假设1小时的整合。我们计算了每颗恒星的产量，并估计了最佳的观测重访时间，以提高产量。我们还分析了这项调查的北半球版本，发现还有其他值得考虑的目标。总之，我们提出了一个观测策略，旨在最大限度地提高可能的产量有限的望远镜时间，在N2波段的1.48预期行星。
2021-07-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
Pushing the Limits of Exoplanet Discovery via Direct Imaging with Deep Learning
要想在系外行星探测和定性方面取得进一步的进展，就需要对各种各样的系外行星进行采样。探测这些遥远世界的一种技术是通过直接探测它们的热辐射。所谓的直接成像技术，适用于观测远离恒星的年轻行星。这些都是非常低的信噪比（SNR）的测量和有限的地面真理阻碍了监督学习方法的使用。在本文中，我们将深度生成模型和判别模型相结合，以绕过直接在真实数据上训练时出现的问题。我们使用生成对抗网络来获得合适的数据集，用于训练卷积神经网络分类器，以在广泛的SNR范围内检测和定位行星。在人工数据上进行测试，我们的检测器表现出良好的预测性能和跨SNR的鲁棒性。为了证明检测器的局限性，我们提供了输入图像的每个像素的模型的精确度和召回率的地图。在实际数据上，模型可以重新确认亮源检测。
2020-01-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Toward Complete Characterization: Prospects for Directly Imaging Transiting Exoplanets
对系外行星的高对比度直接成像可以提供许多重要的观测数据，包括轨道的测量，探测大气层下层的光谱，以及行星的相位变化，但不能直接测量行星的半径或质量。因此，我们未来对直接成像的系外行星的理解将依赖于行星大气和整体成分的外推模型，这需要可靠的校准。我们估计太阳系外行星的人口，可以作为这些模型的校准。至关重要的是，这些“标准行星”的人口必须能够直接成像和过境方法，允许半径测量。我们表明，搜索量的直接成像任务最终克服了过境概率下降与半长轴，所以只要冷行星不是非常罕见，人口过境行星和直接成像行星重叠。利用目前开普勒出现率的外推，我们估计，~8颗标准行星的特征可能是短波长为800 nm，具有像LUVOIR-A这样雄心勃勃的未来直接成像任务，并且可以在V波段探测到几十颗。我们展示了设计空间，将扩大样本量，并讨论在何种程度上地面和空间为基础的调查可以检测到这个小，但关键的人口的行星。
2020-04-29 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Science Parametrics for Missions to Search for Earthlike Exoplanets by Direct Imaging
我们使用$N_{t}$，即在时间$t$上观测到的系外行星数量，作为研究直接搜索任务（如类地行星探测器）的科学指标。在我们的模型中，$N$有27个参数，分为三类：2个天文参数，7个仪器参数和18个科学操作参数。对于各种"27向量"的这些参数选择探索参数空间，我们计算设计参考任务，以估计$N_{t}$。我们的治疗包括搜索观察后的$c$的完整性恢复，重访，太阳和antisolar避免，观测开销，和后续的光谱学。我们的基线27矢量有孔径$D = 16$ m，内工作角$IWA = 0.039''$，任务时间$t = 0-5$年，类地系外行星$η= 0.2$的发生概率，以及其余23个参数的典型值。对于基线情况，一个典型的五年设计参考任务有一个非零完整性的$\sim$ 4700恒星的输入目录，$\sim$ 2600观测中观测到的$\sim$ 1300独特恒星，其中$\sim$ 1300是重访，它在一年后产生$N_{1}\sim50$系外行星，五年后产生$N_{5}\sim130$。我们探索了十个参数从基线的偏移。我们发现，$N$强烈依赖于$IWA$和$D$只有弱。对于$Z < 50$ zodis，它也仅弱依赖于黄道光，对于$h > 0.2$，它仅弱依赖于端到端效率，对于$ζ< 10^{-10}$，它仅弱依赖于散射星光。我们发现，观测开销，完整性恢复和重访，太阳和antisolar避免，和后续的光…
2014-11-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exoplanet atmospheres and demographics in the 2040s
European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Observatoire de Paris（巴黎天文台）；Leiden Observatory（莱顿天文台）；Max-Planck-Institute for Extraterrestrial Physics（马普地外物理研究所）；University of Exeter（埃克塞特大学）
2040年代通过直接观测年轻系外行星，利用干涉仪技术获取精确质量与大气数据，多角度研究巨行星形成机制。
2026-01-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Direct imaging of sub-Jupiter mass exoplanets with James Webb Space Telescope coronagraphy
目前计划于2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将极大地推进我们对系外行星系统的理解，因为它能够通过日冕照相术直接成像和观测行星质量的同伴。使用最先进的模拟JWST的性能，结合最新的进化模型，我们提出了最复杂的模拟质量灵敏度限制的JWST日冕。特别是，我们集中精力对附近的年轻移动群体$β$ Picture和TW Hya中的成员进行观察。这些限制表明，虽然JWST在短距离下对系外行星的成像几乎没有改善，但在宽距离下，灵敏度的增加是显着的。我们预测JWST将能够对~30 au以上的亚木星质量天体、~50 au以上的亚土星质量天体进行成像，并且在~100 au以上，JWST将能够直接对小至0.1 $M_\textrm{J}$的伴星进行成像--至少比领先的地面仪器有一个数量级的改进。探索这一未探索的参数空间将直接价值的建模工作集中在行星的形成和人口合成。JWST还将通过其独特的能力首次在近红外和中红外范围内探测到先前探测到的同伴，成为地面观测站的一个很好的补充。
2021-04-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Recognizing the Value of the Solar Gravitational Lens for Direct Multipixel Imaging and Spectroscopy of an Exoplanet
太阳引力透镜（SGL）允许在狭窄的视场内实现较大的亮度放大（波长为$1~μ$ m时的$\sim 10^{11}$）和极高的角分辨率（$\sim10^{-10}$ arcsec）。一个米级的望远镜，有一个适度的日冕，以阻止太阳光与1 e-6抑制放置在SGL的焦点区域，可以成像一个系外行星在30秒差距的距离，其表面上的几个更大的尺度分辨率。值得注意的是，光谱宽带信噪比是$\sim 10^{-6}$在两个星期的积分时间，提供了令人难以置信的遥感能力的仪器。一个能够利用SGL显着光学特性的任务可以直接对潜在的宜居系外行星进行高分辨率成像/光谱分析。这样的任务可以允许依靠SGL能力探索系外行星，比其他现有技术早几十年，如果不是几百年的话。
2018-03-12 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
The Direct Mid-Infrared Detectability of Habitable-zone Exoplanets Around Nearby Stars
位于最近的几颗恒星的宜居带内的巨行星目前可以用地面望远镜拍摄到。在未来十年内，极大望远镜（ELT）将开始以高得多的灵敏度（$-$）对附近更多恒星的宜居带进行成像，从而可能对最近恒星周围的系外地球进行成像。为了确定未来十年最有希望的观测候选者，我们建立了一个理论框架，根据现有的大气和演化模型，在中红外波段直接探测地球$-$到超木星质量的系外行星。在83颗最近的BAFGK型恒星中，我们选择了37颗年龄在10 pc以内的FGK型恒星和34颗年龄在30 pc以内的BA型恒星。我们根据行星有效温度的参数模型，根据恒星的光度、距离和年龄，以及行星的轨道半长轴、半径和半径来确定目标的优先级。然后，我们预测最有可能的行星是可探测到目前的8米望远镜和39米ELT与高达100小时的观察每颗恒星。综上所述，我们建议探测宜居带系外行星所需的观测时间，范围从非常接近的温带地球大小的行星到更遥远的年轻巨行星。然后，我们为当前的望远镜和即将到来的ELT推荐理想的初始目标。
2022-12-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Characterizing the Galactic and Extragalactic Background Near Exoplanet Direct Imaging Targets
随着越来越多的任务试图直接成像和表征围绕附近类太阳恒星运行的系外行星，提前表征可能的污染背景源变得更加重要，并可能影响目标选择。本文介绍了一种探索的哈勃源目录，盖亚目录和贝桑松星系模拟，以确定有一个污染源的可能性，在一组高自行恒星的背景下，在预期的时间范围内的观察南希格雷斯罗马空间望远镜日冕仪。分析表明，对于大多数目标，有一颗恒星落入CGI视野的可能性非常低，但在低银河系纬度，有一个更大的密度源，微弱的恒星背景源可能是一个问题。
2021-10-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Direct Multipixel Imaging and Spectroscopy of an Exoplanet with a Solar Gravity Lens Mission
我们研究了太阳引力透镜（SGL）作为产生系外行星直接高分辨率多像素图像的手段。SGL的特性是显著的：它提供~ 1 e 11的最大光放大率和~ 1 e-10角秒的角分辨率。在SGL焦点区域配备1米望远镜的探测器可以在30 pc处以10公里的分辨率对系外行星进行成像，足以观察季节变化，海洋，大陆，表面地形。我们达到并超过了为我们的研究设定的所有目标：我们开发了一种新的波动光学方法来研究系外行星的成像，同时将它们视为大但有限距离的扩展，解析，微弱的源。我们正确地解释了日冕的亮度。我们开发了反卷积算法，并在现实条件下证明了高质量图像重建的可行性。我们已经证明，多像素成像和光谱系外行星与SGL是可行的。我们已经开发了一个新的任务概念，依靠三项创新向SGL焦点区域提供一系列光学望远镜：i）一种能够直接进行系外行星成像的新方法，ii）使用小卫星太阳帆快速穿越太阳系和超越太阳系，iii）一个开放式架构，以利用群技术。这种方法使全新的任务成为可能，为NASA和更大的航空航天界提供了一个巨大的飞跃。我们的结果是令人鼓舞的，因为它们导致了一个现实的任务设计，将能够使我们的恒星附近的系外行星的直接解决图像。它可以允许依靠SGL能力探索系外行星，即使不是几个世纪，也比其他现有技术早几十年。前往SGL强干扰区的任务的结构和任务概念是有希望的，应进一步探讨。
2020-03-19 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
ExELS: an exoplanet legacy science proposal for the ESA Euclid mission. II. Hot exoplanets and sub-stellar systems
系外行星欧几里德遗产调查（ExELS）建议通过检测银河系隆起中的微透镜事件来确定从~1 AU的主机分离到自由浮动制度的冷系外行星的频率。我们表明，ExELS也可以在同一种群中探测到大量热的过境系外行星。结合微透镜+凌日调查将允许第一次对热和冷亚恒星同伴的相对频率进行自洽估计，减少比较“近场”径向速度和凌日系外行星与“远场”微透镜系外行星的偏差。膨胀的年龄及其金属丰度的分布进一步使ExELS能够更好地限制伴随频率随金属丰度的变化，并在统计上探索恒星-行星潮汐的强度。我们保守估计，ExELS将探测到约4100个亚恒星天体，灵敏度通常可以达到海王星质量的行星。其中，约600个将在Euclid的VIS（光学）通道和NISP H波段成像仪中检测到，其中约90%的检测是热闪烁。可能的情况预测VIS的范围为2900-7000，H波段为400-1600。如果节奏可以增加到与20分钟的H波段节奏相匹配，则VIS中的预期数量可以增加两倍。在少数情况下，通过多普勒增强或椭球变率将行星从棕矮星中分离出来是可能的。在某些情况下，使用30米级望远镜应该可以确认径向速度。我们预计，在VIS和NISP-H中，可以在多达100个系统中检测到次日食以及来自行星的反射和发射。约500颗行星半径伴星的凌日将用双色测光法表征，约40颗伴星的凌日将用四色测光法表征（VIS，YJH），并且可以统计地探索H波段大样本热彗星的轨道…
2014-10-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
WEIRD: Wide-orbit Exoplanet search with InfraRed Direct imaging
我们报告的结果，从宽轨道系外行星搜索与红直接成像（WEIRD），调查旨在寻找非常宽的轨道（1000至5000 AU）周围的年轻恒星（$<$ 120百万年），是已知的成员在太阳附近的移动群体（$<$ 70 pc）的彗星般的同伴。与它们的宿主共享相同的年龄、距离和金属丰度，同时又处于足够大的轨道上，可以作为“孤立”物体进行研究，这使得这些同伴成为光谱观测的主要目标，也是系外行星大气模型的有价值的基准物体。搜索策略基于近红外域多个波段的深度成像。对于我们样本的所有177个对象，使用CFHT/MegaCam、GEMINI/GMOS、CFHT/WIRCam、GEMINI/Flamingos-2和$Spitzer$ /IRAC获得了$z_{ab}^\prime$、$J$ [3.6]和[4.5]图像。使用这组每个目标4张图像，我们搜索了具有红色$z_{ab}^\prime$和$[3.6]-[4.5]$颜色的源，通常在$1000-5000$ AU的分离下，达到良好的完整性，直到2 Mjup的伴随物，而对于一些目标，达到1 Mjup。搜索产生了4个候选同伴与预期的颜色，但他们都被拒绝通过后续的自行观察。我们的研究结果限制了1-13 Mjup行星质量的同伴在轨道上的半长轴在1000和5000 AU之间小于0.03，置信水平为95%。
2018-07-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Challenge of direct imaging of exoplanets within structures: disentangling real signal from point source from background light
本研究探讨使用MagAO-X对过渡盘内系外行星进行Hα直接成像的挑战，结合ADI、SSDI和KLIP算法，旨在从散射光背景中区分真实信号并去除噪声。
2024-07-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Developing Linear Dark-Field Control for Exoplanet Direct Imaging in the Laboratory and on Ground-based Telescopes
在反射光中成像岩石行星，这是未来NASA任务和ELT的一个关键重点，需要先进的波前控制，以在几个衍射光束宽度处保持恒星晕的深度，时间相关的零。我们讨论了线性暗场控制（LDFC）的发展，以实现这一目标。我们描述了首次在实验室环境中测试空间LDFC的努力，使用艾姆斯日冕实验（ACE）试验台。我们的初步结果表明，空间LDFC是一种很有前途的方法焦平面波前控制方法，能够保持一个静态的黑洞，至少在对比度相关的成像成熟的行星与30米级望远镜。
2019-09-25 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Improved Contrast in Images of Exoplanets using Direct SNR Optimization
对系外行星的直接成像通常受到准静态散斑的限制。恒星的点扩散函数（PSF）中的这些未校正的像差使微弱的伴星变得模糊，并限制了高对比度成像仪器的灵敏度。目前处理差分成像序列的大多数方法，如角度差分成像（ADI）和光谱差分成像（SDI），都会产生一个自校准数据集，这些数据集被组合在线性最小二乘解中以最小化噪声。由于望远镜PSF的时间和色度演化，最佳相关的参考图像通常是受行星污染最严重的，导致自减和减少行星吞吐量。在本文中，我们提出了一种算法，直接优化行星信噪比（SNR）的非线性方程。这种新的算法不需要我们拒绝相邻的参考图像和最佳的平衡降噪与自减影。然后，我们将展示如何将该算法同时应用于多个图像，以进一步减少相关噪声，直接最大化最终组合图像的SNR。最后，我们展示了一个说明性的序列HR8799使用新的朱莉娅为基础的信号噪声分析管道（SNAP）的技术。我们表明，SNR优化可以提供高达一个$5\times$的对比度改善接近明星。这种技术适用于新的和存档的数据，将允许检测更低的质量，更接近的同伴，或以更少的望远镜时间达到相同的灵敏度。
2021-03-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Direct Imaging Confirmation and Characterization of a Dust-Enshrouded Candidate Exoplanet Orbiting Fomalhaut
我们提供了北落师门的Subaru/IRCS J波段数据，并对Kalas等人（2008年）首次提出的2004 - 2006年HST/ACS数据进行了（重新）简化。我们确认存在一个候选系外行星，北落师门b，在2004年和2006年的F606W数据集在一个高的信号噪声。此外，我们确认在F814W的检测，并提出了一个新的检测F435W。北落师门b的空间运动可能与它在一个非平行排列的、没有碎片的环交叉轨道上的运动相一致，尽管需要新的天体测量来得出更确切的结论。我们无法确认北落师门b表现出0.7 - 0.8等的变化，作为行星吸积或半瞬态尘埃云的证据。新的，结合光学SED和红外上限证实，发射识别北落师门b来自星光散射的小尘埃，但这种尘埃最有可能与一个巨大的机构。Subaru和IRAC/4.5微米的上限意味着M <2 Mj，仍然与雕刻圆盘所需的北落师门b质量范围一致。北落师门b很有可能是“一颗通过直接成像确认的行星”，即使严格地说，它目前的图像并没有显示出来自直接成像行星的热辐射。
2012-10-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
