Astrometry with the Wide-Field InfraRed Space Telescope
宽视场红外空间望远镜（WFIRST）将能够在其主相机宽视场成像仪（WFI）的巨大视场内对微弱的源进行精确的天体测量。这一前所未有的组合将对许多需要恒星精确位置、距离和速度的科学问题产生变革性影响。我们描述了WFIRST WFI在不同情况下的天体测量精度的期望，说明了广泛的科学案例将如何看到这些数据的重大进展，并确定了WFIRST设计的各个方面，其中小的调整可以大大提高其作为天体测量仪器的能力。
2019-11-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Characterization of Exoplanet Atmospheres with the Optical Coronagraph on WFIRST
WFIRST-CGI是美国宇航局的一项技术演示任务，负责演示未来太空地球外成像任务的关键技术。在这个过程中，它将获得少数到十几个太阳系外行星的图像和低分辨率光谱，可能还有原行星盘。它在光学上前所未有的对比度水平将为天文学家提供他们第一次直接观察成熟的木星大小的行星。本文讨论的问题：什么样的科学可以做这样的数据？一个分析噪声模型，这是由正在进行的工程开发，是用来计算最大可实现的信噪比和科学上可行的集成时间为假想的恒星行星系统，以及调查的约束力的各种组合的WFIRST-CGI光度和光谱观测。这项工作介绍了行星几何反照率的两个简单模型，它们的灵感主要来自太阳系的气态巨星。第一个行星模型是一个混合的海王星模型，它分别处理发色团和甲烷分别占主导地位的吸收的短波长和长波长。第二个行星模型修正了CoolTLusty中的云和薄雾属性，以匹配木星的太阳光谱，然后只扰动金属丰度。MCMC反演进行模拟观测的精度进行评估，行星模型参数可以测量不同的曝光时间和观测情况。两种模型的几何参数化的拟合结果表明，金属丰度或甲烷含量的粗略指示应该是可能的一些WFIRST CGI目标。我们的结论是，实际观察可能能够使用这些模型区分极端情况，但缺乏揭示微妙趋势所需的精度。
2019-04-02 astro-ph.EP
Masses and Distances of Planetary Microlens Systems with High Angular Resolution Imaging
微透镜技术是目前唯一能够探测宽轨道、低质量、类似太阳系外行星的方法。对这些行星的质量测量将产生大量关于行星形成、系外行星人口统计、自由浮动行星、行星朝向星系的频率的科学。对过去微透镜目标的高分辨率跟踪观测提供了微透镜行星和宿主的质量测量，不确定度<20%。这将是WFIRST质量测量的主要方法。我们主张，在未来十年内，AO，HST和JWST（未来）的高分辨率观测仍然是必要的，以开发方法，确定字段和过滤器选择，了解系统学，并开发一个强大的管道，以发布来自WFIRST微透镜调查的高质量数据产品，以便天文学界能够迅速参与科学。我们还支持美国ELT与先进的激光AO系统在提高WFIRST微透镜调查的科学回报的背景下，未来的高分辨率观测。我们赞同国家科学院发布的2018年系外行星科学战略报告。本白皮书扩展并补充了其中提供的材料。特别是，这份白皮书支持美国国家科学院系外行星科学战略报告的建议：NASA应该发射WFIRST，对遥远的行星进行微透镜调查，并展示对系外行星目标的日冕光谱技术。该白皮书还支持该报告的结论，其中指出：“一些活动，包括使用地面和空间设施的前兆和同步观测，将优化WFIRST微透镜调查的科学产量。"
2019-03-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
"Auxiliary" Science with the WFIRST Microlensing Survey
宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）将在宽（$\sim 1-2~μ$ m）W 149滤光片中以15分钟的节奏监测朝向银河系凸起的$\sim 2$ deg $^2$，曝光时间为$\sim$ 50 s，为期6个季节，每个季节72天，总共在$\sim$ 432天内拍摄$\sim$ 41，000次曝光，分布在5年的主要任务中。这将是有史以来最深的天空曝光之一，达到每次曝光0.01等的光子噪声测光精度，并在调查过程中收集了W149 $_{\rm AB}\sim 21$恒星的$\sim 10^9$光子总数。顺序$4 \times 10^7$星将被监测，W149 $_{\rm AB}$ <21，10颗$^8$星W145 $_{\rm AB}$ <23。WFIRST微透镜巡天将探测到54，000个微透镜事件，其中大约1%（$\sim$ 500）是由于孤立的黑洞，3%（$\sim$ 1600）是由于孤立的中子星。它将对质量低至冥王星质量的孤立致密天体（有效）敏感，从而能够测量10个数量级以上的致密天体质量函数。假设光子噪声的精度有限，它将探测$\sim 10^5$凌日行星，其大小与$\sim 2~R_\oplus$一样小，对$\sim 10^6$巨星进行星震学研究，测量区内$\sim 6 \times 10^6$盘和凸起恒星的$\sim 0.3\%$自行和$\sim 10\%$弛豫，并直接探测直径小…
2019-03-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
The Potential of Exozodiacal Disks Observations with the WFIRST Coronagraph Instrument
宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）日冕仪（CGI）将是第一个使用主动波前控制的高性能恒星日冕仪，用于太空中的深层星光抑制，为光学天文观测提供前所未有的对比度，空间分辨率和灵敏度。CGI的一个科学案例将是拍摄附近类日恒星的宜居带（~10 pc）和更远恒星的雪线（~ 20 pc）中存在的微弱行星际尘埃结构的图像和（R~50）光谱，直到尘埃密度水平与太阳系黄道云相当。对比度首次低于~10-7，CGI将跨越碎片盘物理学的一个重要门槛，访问光学深度足够低的盘，其结构由传输现象而不是碰撞主导。因此，CGI结果对于确定外黄带尘埃颗粒如何在成熟恒星周围的低密度盘中产生和运输至关重要。此外，CGI将能够测量亮度水平，并在光学上限制单个附近类日恒星周围的外黄道光云的不对称程度，在~ 10倍太阳黄道光发射水平。这一信息对于优化未来可能的地外直接成像飞行任务的观测战略，特别是那些计划在光学波长上运行的飞行任务，如可居住系外行星观测站和大型紫外线/光学/红外探测器，将是极其宝贵的。
2019-09-05 astro-ph.EP
Properties and characteristics of the WFIRST H4RG-10 detectors
宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）将回答有关暗能量随时间演化的基本问题，并将已知系外行星的目录扩展到参数空间的新区域。使用哈勃大小的镜子和18个新开发的HgCdTe 4K x 4K光电二极管阵列（H4 RG-10），WFIRST将测量数亿个星系的位置和形状，数千颗超新星的光变曲线，以及超过1000颗系外行星的微透镜信号。这些测量要求宽视场仪器（WFI）具有前所未有的灵敏度和特性，特别是其检测器。WFIRST项目进行了广泛的探测器开发计划，以创建满足这些科学要求的焦平面阵列。这些原型探测器已被表征，并在相关的太空环境（热真空，振动，声学和辐射测试）中证明了其性能，将H4 RG-10的技术准备水平（TRL）提升到TRL-6。我们提出了这些TRL-6演示设备的性能特点。
2020-05-01 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.IM
Detecting free-floating planets using water-depend colour terms in the next generation of infrared space-based surveys
未来十年将进行两次大规模的天基近红外勘测：Euclid和WFIRST。本文表明，这些调查和地面测光系统的过滤器之间的细微差别将产生地面空间的颜色项，这是依赖于水的吸收光谱的天文物体。这个颜色项可以用来识别恒星形成区域中自由漂浮的行星，模仿一种成功的地面技术，使用对水吸收敏感的过滤器。本文表明，该色项是红化背景星与超冷矮星的有效判别。这只是一个科学的理由，银河平面调查的情况下，延长欧几里德任务超出其原来的时间表。
2018-08-14 astro-ph.EP
Characterizing Earth Analogs in Reflected Light: Atmospheric Retrieval Studies for Future Space Telescopes
用于研究反射光中的岩石系外行星的天基高对比度成像任务概念目前正在社区研究中。我们开发了一个逆建模框架，以估计不同的仪器设计考虑这些任务的科学回报。通过结合一个系外行星的多模型，仪器噪声模型，和合奏马尔可夫链蒙特卡罗采样器，我们探索检索的大气和行星属性的信号噪声比（SNR）和分辨率（$R$）的函数的地球双胞胎。我们的前向模型包括瑞利散射，单层水云与补丁覆盖，和压力依赖的吸收，由于水蒸气，氧气和臭氧。我们在$R = 70$和$R = 140$处模拟了0.4-1.0 $μ$ m的数据，SNR $ = 5, 10, 15, 20$在550 nm处（即，用于HabEx/LUVOIR型仪器）。在这些相同的SNR下，我们模拟了WFIRST与遮光板配对的数据，其中包括0.48-0.6 $μ$ m之间的两个光度点和0.6-0.97 $μ$ m的$R = 50$光谱。给出我们的噪声模型的WFIRST型探测器，我们发现，水蒸气，臭氧和氧气的弱检测可以实现与至少$R = 70$ / SNR $\ = 15$，或$R = 140$ / SNR $\ = 10$的改进检测的观测。只有使用$R = 140$ / SNR $\ = 20$数据才能实现有意义的约束。WFIRST数据提供有限的诊断信息，需要至少SNR = 20才能微弱地检测气体。大多数情况下对行星半径有限制，但不能限制表面重力，因此，行星质量。
2018-03-16 astro-ph.EP
Understanding Exoplanet Atmospheres with UV Observations II: The Far UV and Atmospheric Escape
未来十年，系外行星大气分析的重点将是红外波长，计划发射詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）和宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）。然而，如果不将其置于更广泛的波长覆盖范围内，特别是在光学和紫外线方面，红外线观测产生的系外行星大气层图像并不完整。在蓝色光学和近紫外（NUV）观测中编码的散射信息可以帮助确定在红外线中观察到的静音光谱特征是由于朦胧/多云的大气，还是具有较高平均分子量的清晰大气。进一步进入紫外线，观测可以识别大气逃逸和系外行星大气的质量损失，从而更好地了解系外行星的大气演变，以及来自云层上方的成分信息。在本白皮书中，我们重点介绍了远紫外（FUV）系外行星观测的科学案例;由Jessie Christiansen领导的附带白皮书将重点介绍近紫外（NUV）和蓝色/光学的科学案例。
2019-03-26 astro-ph.EP
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
Preliminary Results from NEOWISE: An Enhancement to the Wide-field Infrared Survey Explorer for Solar System Science
\emph{Wide-field Infrared Survey Explorer}在四个红外波长上对整个天空进行了调查，与其前身\emph{Infrared Astronomical Satellite}和\emph{Cosmic Background Explorer}相比，其灵敏度和空间分辨率都有很大提高。NASA的行星科学部已经资助了一个名为“NEOWISE”的\WISE \数据处理系统的改进项目，该系统允许探测和存档在\WISE \数据中发现的移动物体。NEOWISE已经从\WISE \图像中挖掘了我们太阳系中大量的小天体，包括近地天体（NEO）、主带小行星、彗星、特洛伊和半人马座。到2011年2月勘测作业结束时，NEOWISE确认了157，000多颗小行星，包括500多颗近地天体和$\sim$ 120颗彗星。NEOWISE数据集将使一系列新的科学研究成为可能。
2011-02-09 astro-ph.EP
OGLE-2015-BLG-1670Lb: A Cold Neptune beyond the Snow Line in the Provisional WFIRST Microlensing Survey Field
我们对微透镜事件OGLE-2015-BLG-1670进行了分析，该事件是在非常接近银河平面的高消光场中检测到的。由于视线上的尘埃消光，这一事件太微弱，在达到放大率的峰值之前无法被探测到。微透镜光变曲线模型显示了一个高放大率的事件，最大值为$A_\mathrm{max}\gtrsim200$，对行星偏差非常敏感。MOA、KMTNet和OGLE的微透镜观测密集地观察到光变曲线的异常。从光变曲线模型，我们发现一个行星异常的特点是行星与主机的质量比，$q=\left(1.00^{+0.18}_{-0.16}\right)\times 10^{-4}$，在最近确定的微透镜行星的质量比函数的峰值。因此，这一事件值得纳入未来关于行星人口统计的研究。我们已经探索了可能的简并，并发现两个竞争的行星模型产生的$s\leftrightarrow1/s$简并。然而，由于预计的分离非常接近$s=1$，这两种解决方案对行星的物理意义非常相似，除了$s$的值。通过结合光变曲线参数和银河系模型，我们估计了行星质量$M_2=17.9^{+9.6}_{-8.8}\,\mathrm{M}_\oplus$和透镜距离$D_\mathrm{L}=6.7^{+1.0}_{-1.3}\,\mathrm{kpc}$，对应于接近银河系凸起的海王星质量行星。这种事件与低绝对纬度（$|b|\approx 1.1\,\mathrm{deg…
2019-06-24 astro-ph.EP
A Great Successor to the Hubble Space Telescope
哈勃太空望远镜（HST）是NASA有史以来最具影响力的科学驱动任务。然而，当HST达到其生命的终点时，由于HST为世界各地的天文学家提供的一些科学能力的损失，将出现空白。上一次的2010年十年调查（DS）注意到了这一空白，认为需要在主报告中的三个不同的地方建立具有紫外能力的HST的继任者。190、203和220）。HST之后的大型战略任务，即JWST和WFIRST，将继续激发公众对天基天文学的兴趣。为了确保美国在大型天基天体物理学任务领域的持续领先地位，以及WFIRST之后的无缝过渡，未来的旗舰任务必须等待。预计到这一需求，NASA启动了四项大型战略任务概念研究（HabEx、LUVOIR、Lynx和Origins），这些研究都有成熟的设计，包括详细的技术评估和开发计划。其中两个概念，HabEx和LUVOIR，是对以前DS关于具有紫外线能力的飞行任务的建议的响应。两者都是HST的更强大的继任者，具有从显著增强到数量级改进的UV到光学能力。与此同时，过去十年的技术和科学进步直到现在才使将这样一项任务与一项可以在太阳系外寻找生命的任务结合起来成为可能。认识到Astro2020 DS必须考虑的限制可能难以预测，HabEx和LUVOIR研究提出了11种不同的变体，每种变体都能够实现突破性的科学，包括系外行星的直接成像和表征。HabEx和LUVOIR任务研究为Astro 2020 DS提供了一…
2019-08-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Observing Outer Planet Satellites (except Titan) with JWST: Science Justification and Observational Requirements
詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）将允许观测光谱，空间和时间分辨率的独特组合，用于研究我们太阳系内的外行星卫星。我们强调冰卫星的红外光谱和地质活动卫星的时间变化作为两个特别有价值的科学探索途径。虽然必须注意避免饱和问题，但JWST的观测模式应该为此类研究提供出色的红外数据。
2015-11-12 astro-ph.EP
Understanding Exoplanet Atmospheres with UV Observations I: NUV and Blue/Optical
未来十年，系外行星大气分析的重点将是红外波长，计划发射詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）和宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）。然而，如果不将其置于更广泛的波长覆盖范围内，特别是在光学和紫外线方面，红外线观测产生的系外行星大气层图像并不完整。在蓝色光学和近紫外观测中编码的散射信息可以帮助确定在红外中观察到的静音光谱特征是由于朦胧/多云的大气，还是具有较高平均分子量的清晰大气。紫外线观测可以识别系外行星大气层的大气逃逸和质量损失，从而更好地了解系外行星的大气演变，以及来自云层上方的成分信息。在本白皮书中，我们重点介绍了近紫外线系外行星观测的科学案例;由Eric Lopez领导的一份附带白皮书将重点介绍远紫外线的科学案例。
2019-03-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Novel infrared-blocking aerogel scattering filters and their applications in astrophysical and planetary science
阻挡散射气凝胶过滤器在远红外、亚毫米和微波波段的天体物理和行星科学观测中具有广泛的潜在应用。气凝胶过滤器的成功介电建模允许样品的制造，以满足几个实验的机械和科学仪器的要求，包括亚毫米太阳观测月球挥发物实验（SSOLVE），宇宙学大角度尺度测量仪（CLASS）和低温大孔径强度测绘实验（EXCLAIM）。滤波器的热多物理场模拟预测了它们集成到低温接收器中时的性能。原型过滤器经受住了低温循环至4K，机械性能没有退化。
2022-08-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
ATLAS Probe: Breakthrough Science of Galaxy Evolution, Cosmology, Milky Way, and the Solar System
ATLAS（用于大面积光谱学的天体物理望远镜）探测器是NASA探测级太空任务的概念。它是WFIRST的后续太空任务，通过获得2000平方度WFIRST高纬度巡天在z>0.5时拍摄的所有星系中70%的深红外狭缝光谱来提高其科学回报。ATLAS将测量z < 7的2亿个星系的准确和精确的红移，并提供光谱，使大部分宇宙历史中星系物理性质的广泛诊断研究成为可能。ATLAS探测器科学包括四大类：（1）通过追踪星系与暗物质之间的关系，从星系群到宇宙空洞和丝状体，从再电离时代到星系聚集的高峰时代，革命性地研究星系演化;（2）通过使用具有光谱红移的3D弱透镜对暗物质细丝进行称重，打开了一扇进入暗宇宙的新窗口，并利用星系团获得暗能量的确定性测量和广义相对论的修正;（3）探测银河系的尘埃覆盖区，到达我们银河系的远端;（4）通过描述柯伊伯带天体的特征来探索外太阳系的形成历史。ATLAS探测器是一个1.5米的望远镜，视场为0.4平方度，并使用数字微镜器件（DMD）作为狭缝选择器。它具有1-4微米的光谱分辨率R = 1000，并且光谱多重因子> 5，000。ATLAS的设计符合美国宇航局探测器级太空任务的成本范围;它有一个单一的仪器，一个望远镜孔径，允许更轻的运载火箭，和成熟的技术。ATLAS探测器将在整个天体物理学领域带来变革性的科学：从星系演化到黑暗宇宙，从太阳系天体到银河系的尘埃区域。
2019-01-24 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Science Commissioning of NIHTS: The Near-infrared High Throughput Spectrograph on the Lowell Discovery Telescope
近红外高发射光谱仪（NIHTS）正在亚利桑那州Happy Jack的4.3米Lowell Discovery望远镜（LDT）上运行。NIHTS是一种低分辨率光谱仪（R~200），工作范围为0.86至2.45微米。NIHTS由一个定制的分色镜提供，该分色镜将近红外波长反射到光谱仪，并透射可见光，以实现与大型单片成像仪（LMI）（一种独立的可见光波长相机）同步成像。LDT的首要跟踪和获取能力，LMI的几个弧分视场和NIHTS的高光谱吞吐量的结合，使许多天体物理和行星天体，包括柯伊伯带天体，小行星，彗星，低质量恒星和系外行星宿主恒星的新研究成为可能。我们提出了一个NIHTS操作，调试，数据简化程序的总结与两种方法的大地吸收功能的校正，并概述了选择科学的情况下，将由洛厄尔天文台，北亚利桑那大学，LDT的合作伙伴。
2021-03-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
MIRECLE: Science Yield for a Mid-IR Explorer-Class Mission to Study Non-Transiting Rocky Planets Orbiting the Nearest M-Stars Using Planetary Infrared Excess
最近的研究表明，有可能利用一种新的观测和数据分析技术，利用混合光研究非凌日系外行星的大气层，这种技术依赖于同时获取宽波长光谱，并通过同时拟合恒星和行星光谱特征，从恒星光谱中分辨行星红外发射。这种新的数据分析技术被称为行星红外过量（PIE），它有可能为用相对适中的望远镜孔径测量最近恒星周围非凌日岩石行星的MIR相位曲线开辟机会。我们提出了一个任务和仪器概念，我们称之为和平号系外行星气候探测器（MIRECLE）的性能和科学产量的模拟，具有宽波长覆盖范围的中等尺寸低温望远镜的概念（1 - 18微米）和低分辨率（R ~ 50）这是一台光谱仪，设计用于同时检测冷岩石发射所需的波长覆盖和极端通量测量精度行星与PIE我们提出了探索性的模拟PIE测量附近的行星Proxima Cen b的潜在的科学收益，显示出潜在的测量与相对温和的观测时间的组成和结构的类地大气。我们还提出了几个任务架构和性能指标的整体科学收益，并讨论了技术性能要求和潜在的望远镜和仪器技术，可以满足这些要求。
2022-07-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Infrared spectroscopy of clathrate hydrates for planetary science: the ethylene case
碳氢化合物在太阳系物体（包括彗星、海王星外物体、行星及其卫星）的气态或固态中被观察到。在这些环境中存在水冰的情况下，可以形成含烃的笼形水合物。在笼形水合物中，客体分子被困在不同大小的结晶水笼中，这一阶段用于行星（子）表面或冰冷物体（如彗星）的模型。必须记录存在的相态、烃类物质丰度的潜在估计、不同相中烃类物质的光谱行为，以提供参考光谱，用于与远程观测进行比较。在这项研究中，我们显示了特定的笼乙烯签名，与频带相似的位置，但从纯乙烯冰光谱转移。它们在位置和宽度上都表现出明显的温度依赖性。一些振动模式在红外线与水冰笼的相互作用被激活。
2021-04-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Combined Emerging Capabilities for Near-Earth Objects (NEOs)
评估新出现的近地天体观测和定性望远镜的联合能力，以及它们将对现有能力的补充或取代。美国航天局主要任务中、开发中或正在研究中的望远镜以及本评估所要求的望远镜包括：凌日系外行星勘测卫星（TESS）、詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）、宽视场红外勘测望远镜（WFIRST）、近地天体照相机（NEOCam）。本次评估还要求提供大型综合巡天望远镜，这是一台由国家科学基金会和能源部正在开发的8.4米地面望远镜，能够发现近地天体并对其进行编目。
2019-07-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
The science case for a modern, multi-wavelength, polarization-sensitive LIDAR in orbit around Mars
我们提出的科学案例，建立一个多波长，主动，近红外（NIR）仪器来测量反射强度和偏振特性的后向散射辐射从行星表面和大气。我们专注于这样一个仪器的能力，以提高，也许是革命性的，我们的气候，挥发物和现代火星的天体生物学潜力的理解。
2014-05-30 astro-ph.EP
Circumstellar disks and planets. Science cases for next-generation optical/infrared long-baseline interferometers
我们提出了一个审查之间的相互作用的拱星盘的演变和行星的形成，无论是从理论模型和专门的观测。在此基础上，我们确定和讨论有关的形成和演化的拱星盘和行星，可以在不久的将来解决的光学和红外线长基线干涉仪的基本问题。此外，还概述了利用长基线（亚）毫米干涉仪和高灵敏度红外观测站进行补充观测的重要性。
2012-03-28 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Comparing Observed Stellar Kinematics and Surface Densities in a Low Latitude Bulge Field to Galactic Population Synthesis Models
我们提出了一个分析银河核球恒星从哈勃太空望远镜（HST）宽视场相机3（WFC 3）观测的Stanek窗口（l，b=[0.25，-2.15]），从两个时代大约相隔两年。该数据集邻近临时宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）微透镜场。在I $\approx$ 21处测量了大约115，000颗V波段低至28等和I波段低至25等的恒星的自行，精度为0.5 mas yr $^{-1}$（20 km s $^{-1}$）。对纵向自行$μ_l$的切割使我们能够分离星盘和球丘星群，并产生只包含球丘的恒星计数，这些恒星计数是根据自行切割的光度完整性和效率进行校正的。在外地的运动分散和表面密度进行比较，附近的SWEEPS视线，发现一个略大于预期的恒星密度梯度。所观察到的球星计数和运动学的贝桑松，银河系和GalMod银河系人口合成模型进行了进一步比较。我们发现，大多数模型低估低质量的隆起星的$\sim$ 33%以下的主序列关闭，并在更红的J和H波段的$\sim$ 70%以上。在考虑银河系模型中的不准确性的同时，我们给出了WFIRST微透镜任务对系外行星产量的影响。
2020-01-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Thermal and Optical Characterization of Near-Earth Objects: Science Commissioning of the Recently Upgraded Mid-Infrared Camera MIRSI on the NASA Infrared Telescope Facility
本研究利用NASA-IRTF升级后的MIRSI仪器开展近地天体中红外观测，获取31个天体的直径、反照率等数据，完成Didymos系统抛射物表征等研究，验证了该仪器在行星防御等领域的应用价值。
2025-06-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Science Vision for the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA)
介绍了SOFIA项目的最新科学愿景，包括对观测站和第一代仪器的特点和能力的概述。主要重点放在四个科学主题上：“恒星和行星的形成”，“银河系的星际介质”，“银河系和银河系中心”和“行星科学”。
2009-07-03 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Exoplanet Research with the Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA)
当平流层红外天文观测台（SOFIA）的构想和第一个科学案例的定义，系外行星还没有被发现。然而，后来的研究表明，在行星凌日和日食期间，利用索非亚研究所的仪器，特别是HIPO-FLITECAM和FPI+光学和近红外仪器，进行光学和近红外测光和分光光度跟踪观测是可行的。此外，与这一研究领域的其他地面和空间观测站相比，SOFIA空基平台具有许多独特的优势。在这里，我们将概述这些理论优势，介绍一些科学案例和SOFIA前五个观测周期的两个观测结果--用HIPO观测热木星HD 189733 b，用FLIPO和FPI+观测超级地球GJ 1214 b。基于这些早期的产品可用于这个科学案例，我们评估SOFIA的潜力和未来的前景在平流层的光学和红外系外行星分光光度计领域。
2017-11-07 astro-ph.EP astro-ph.IM
Cool Star Science with the FIRE Spectrograph
折叠端口的红色梯形望远镜（FIRE）最近在麦哲伦6.5米巴德望远镜上投入使用。这款单一物体的近红外光谱仪同时覆盖交叉色散（R ~ 6000）或棱镜色散（R ~ 250-350）模式下的0.85-2.45微米窗口。FIRE的紧凑配置、高透射光学和高量子效率探测器在近红外线中提供了相当高的灵敏度，使其成为研究冷星和棕矮星的理想仪器。在这里，我们提出了一些第一个冷星科学的结果与消防的基础上委托和科学验证观测，包括云的证据，在行星质量的褐矮星，吸积和喷流排放的低质量的金牛T星TWA 30 B，径向速度的T型褐矮星，近红外探测的碎片盘与DAZ白矮星GALEX 1931+01。
2010-12-07 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Detecting the inner regions of discs around sources of microlensing with Roman Space Telescope
星周盘的内部区域产生额外的近红外辐射（NIR隆起）。探测和研究这些来自附近恒星的近红外线突起主要是通过红外线干涉测量法完成的。在这项工作中，我们研究了通过Nancy Grace Roman太空望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope）巡天观测到的微透镜来探测银河系核球星的近红外隆起的可行性。我们首先在近红外模拟了源星的微透镜光变曲线。从模拟中可以得出四个主要结论。(i)当透镜穿过光盘内径时，出现两个额外的宽峰，微透镜光变曲线的主峰变平。(ii)在透镜碰撞参量大于圆盘内半径的微透镜事件中，圆盘可以破坏光变曲线关于最接近时间的对称性。(iii)在焦散交叉二元微透镜中，圆盘在进入焦散曲线之前和离开焦散曲线之后立即产生宽峰。(iv)圆盘引起的扰动在W149滤光器中比在Z 087滤光器中大，除非透镜穿过圆盘凝聚半径。通过进行蒙特卡罗模拟，检测光盘扰动的概率由\wfirst ~估计为3%和20%，分别在单一和二进制微透镜。我们预计，如果5%的源星有光盘，那么在微透镜调查期间，它将检测到大约109个光盘引起的扰动。
2020-08-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Exoplanet science with a space-based mid-infrared nulling interferometer
系外行星科学的长期目标之一是对大样本（>100个）类地行星进行（大气）定性，以评估其潜在的可居住性和总体多样性。因此，对各种飞行任务构想的科学回报进行定量评价和比较至关重要。在这里，我们讨论的系外行星产量的天基中红外（MIR）调零干涉仪。我们使用蒙特卡罗模拟，根据开普勒任务观察到的行星人口统计数据，量化可检测到的系外行星（包括）的数量和属性。潜在的可居住的行星），并将结果与大口径光学/近红外太空望远镜的结果进行比较。我们研究了基本技术假设（灵敏度和空间分辨率）的变化如何影响结果，并讨论了影响波长覆盖范围和光谱分辨率选择的科学方面。最后，我们讨论了在MIR波段探测系外行星的优势，总结了一些关键技术的现状，并描述了在进一步的技术发展方面需要做些什么，为基于空间的MIR调零干涉仪的系外行星科学铺平道路。
2018-08-09 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The Science Case for an Extended Spitzer Mission
虽然斯皮策温暖任务的最终观测目前定于2019年3月进行，但它可以在十年结束时继续运行，而不会损失测光精度。正如我们将展示的那样，有一个强有力的科学理由将目前的温暖任务延长到2020年12月。斯皮策已经在系外行星（包括微透镜事件），描述近地天体，增强我们对附近恒星和褐矮星的了解，了解我们银河系的性质和结构以及深宽视场河外星系调查等领域产生了重大影响，以研究星系的诞生和演化。通过将斯皮策延长到2020年，它可以继续在这些领域取得突破性的发现，并为NASA的旗舰任务JWST和WFIRST以及即将到来的TESS任务提供关键支持，它将补充LSST和未来十年新的大型望远镜的地面观测。该科学计划解决了NASA科学任务指令在天体物理学方面的目标，包括发现宇宙如何运作，探索它如何开始和演变，以及在其他恒星周围的行星上寻找生命。
2017-10-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Sensitivity and Performance of LBTI/NOMIC Spectroscopy: Prospects for 10- and 30-meter class Mid-IR Exoplanet Science
本文报告了 LBTI/NOMIC 低分辨率中红外棱栅模式的首次在轨测试与性能评估，分析了观测策略和探测器限制，并展望了其在 10 米和 30 米级望远镜上开展高分辨率系外行星大气光谱研究的前景。
2024-07-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Main Belt Asteroid Science in the Decade 2023-2032: Fundamental Science Questions and Recommendations on behalf of the Small Bodies Assessment Group
在小天体评估小组的要求下，我们建议在未来十年内，利用从紫外到远红外的全光谱范围，对主带小行星进行望远镜观测（地基，机载和天基），实验室研究，理论研究和任务的平衡计划，以调查这些突出的基本问题。
2020-07-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Early science with SPIRou: near-infrared radial velocity and spectropolarimetry of the planet-hosting star HD 189733
SPIRou是最近安装在夏威夷Maunakea的加拿大-法国-夏威夷望远镜上的最新分光偏振计和高精度速度计。它工作在近红外，同时以高光谱分辨率覆盖0.98-2.35 μm区域。SPIRou是优化的系外行星搜索和表征的径向速度技术，并在恒星线和随后的磁场研究的偏振测量。凌日热木星HD 189733 b的宿主在早期的科学运行中被观测到。我们提出了第一个近红外光谱偏振观测的行星托管恒星以及恒星径向速度测量的SPIRou整个行星轨道和两个过境序列。对行星轨道和Rossiter-McLaughlin异常进行了研究和模拟。的轨道参数和结晶度都是兼容的光学中发现的值。在这些条件下，所获得的径向速度精度与K2星的光子噪声估计的大约两倍兼容。轨道周围的额外散射约为8米/秒，与以前的结果一致，表明活动引起的散射是主导因素。我们分析了偏振信号，塞曼展宽，色球活动示踪剂，如1083 nm氦和1282 nm Pa \b{eta}线调查恒星活动。根据FeI谱线的塞曼展宽对平均无符号磁通量的初步估计给出了290 ± 58 G的磁通量，大尺度纵向场显示出几个高斯的典型值。这些观测结果说明了SPIRou在系外行星特征描述以及磁性和恒星活动研究方面的潜力。
2020-08-12 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Kilometer-baseline interferometry: science drivers for the next generation instrument
本研究指出GRAVITY+推动红外干涉测量实现灵敏度突破，为将VLTI扩展为1-10千米基线的设施奠定基础，下一代仪器可实现红外微角秒成像，为观测天文学提供独特窗口。
2024-10-29 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.IM
JASMINE: Near-Infrared Astrometry and Time Series Photometry Science
本文介绍JASMINE近红外天体测量卫星任务，说明其银心Gaia级天体测量与M型矮星凌星巡测目标、仪器概念、数据衍生科学及任务协同价值。
2024-03-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Original use of MUSE's laser tomography adaptive optics to directly image young accreting exoplanets
我们目前获得的最新结果与VLT/MUSE积分场摄谱仪馈的4LGSF和它的激光层析自适应光学模块GALACSI。虽然MUSE的这种所谓的窄场模式不是为了直接对系外行星和外流进行成像而设计的，但我们表明，它可以改变游戏规则，以中等对比度检测和表征具有突出发射线的年轻系外行星（即Hα，吸积示踪剂）。这些性能的实现得益于近衍射极限PSF和中等分辨率光谱仪的组合以及后处理中的互相关方法。我们在地面和空间，红外和可见光波长的背景下讨论这一点，为JWST和WFIRST等任务做好准备，并为未来的ELT/GSMT（超大和/或巨型分段镜望远镜）仪器做好准备。
2020-03-04 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
