Lessons learned from SPHERE for the astrometric strategy of the next generation of exoplanet imaging instruments
测量直接成像的系外行星的轨道需要精确的天文测量在毫角秒的水平，在很长的一段时间内，由于他们的广泛分离的恒星（$\gtrsim$ 10 au）和长的轨道周期（$\gtrsim$ 20 yr）。为了实现这一具有挑战性的目标，对光谱偏振高对比度系外行星研究仪器（SPHERE）实施了一项具体战略，SPHERE是欧洲南方天文台甚大望远镜的第一个专用系外行星成像仪器。这一战略的一个关键部分取决于仪器随时间的天体测量稳定性。我们用近红外仪器IRDIS监测了五年的光学畸变、像素尺度和SPHERE图像真北方向的演变。我们表明，仪器校准实现了$\sim$ 1 MAS超过2 $"$视野的位置稳定性。我们还讨论了SPHERE天体测量策略，在天空操作过程中遇到的问题，以及ESO正在建造的超大望远镜上的下一代系外行星成像仪器的经验教训。
2021-07-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Stellar Imaging Coronagraph and Exoplanet Coronal Spectrometer: Two Additional Instruments for Exoplanet Exploration Onboard The WSO-UV 1.7 Meter Orbital Telescope
世界空间紫外线观测站是一个轨道光学望远镜，目前正在研制一个直径为1.7米的主镜。WSO-UV的目标是在115-310 nm的UV光谱范围内工作。它的两个主要科学仪器是紫外光谱仪和一个带滤光轮的紫外成像现场相机。WSO-UV项目目前正处于实施阶段，暂定2023年启动。最近，两个额外的仪器，专门用于系外行星已被提议为WSO-UV，这是本文的重点。太阳能光谱仪是一种用于系外行星的紫外光谱仪，旨在确定类地系外行星的系外层中氢和氧原子的丰度。光谱范围为115-130 nm，能够在系外行星过境期间同时测量氢和氧的发射强度。研究外逸层凌日光度曲线可以帮助区分不同类型的岩石行星。类地行星的外大气层温度远高于类金星行星，这是由于类地行星高层大气中主要冷却剂（CO2）的混合比较低，导致氧发射线处的凌日深度差异较大。因此，可以确定类地系外行星是类地行星、类金星行星还是其他行星。SCEDI是一个用于系外行星直接成像的恒星日冕仪，旨在直接探测从绕其母星运行的系外行星或从恒星附近反射的星光，包括星周盘，尘埃和团块。SCEDI将创建一个消色差（优化到420-700纳米波长范围），高对比度的星心日冕图像的拱星附近。这两种仪器：Udash和SCEDI，共享共同的电源和控制模块。目前的通信概述了这两个拟议的仪器的科学目标，并解释了他们的一些工程特点。
2018-10-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exozodiacal dust as a limitation to exoplanet imaging and spectroscopy
本文探讨黄道光尘埃对直接成像类地系外行星的阻碍作用，提出通过先导观测和模型开发来减轻其影响，以支持未来宜居性搜寻任务。
2025-03-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
An Introduction to High Contrast Differential Imaging of Exoplanets and Disks
本文是系外行星与星周盘高对比度成像技术的入门教程，旨在为新手概述该技术如何分离暗弱行星与星周盘的光，并介绍其术语、观测考量、数据还原策略及候选体分析技术。
2023-08-02 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
The NASA High-Resolution Speckle Interferometric Imaging Program: Validation and Characterization of Exoplanets and Their Stellar Hosts
从2008年开始，美国航天局向系外行星社区提供了一个观测方案，旨在获得最高分辨率的成像，作为其验证和表征系外行星及其恒星环境的任务的一部分，以寻找宇宙中的生命。我们目前的计划在光学（320-1000 nm）中使用散斑干涉法，并在3.5米WIYN和8米双子望远镜上使用新仪器。从开普勒和K2后续项目开始，我们现在支持TESS和其他空间和地面系外行星相关的发现和表征项目。高分辨率成像对于系外行星研究的重要性在于识别附近的恒星同伴，这些恒星同伴可以稀释凌日信号并混淆衍生的系外行星和恒星参数。因此，我们的观测提供了重要的信息，可以确定准确的行星和恒星属性。我们的社区计划获得高分辨率图像，减少数据，并通过NASA系外行星科学研究所维护的系外行星后续观测计划（ExoFOP）网站向社区提供所有最终数据产品，没有任何独家使用期。本文描述了高分辨率成像的必要性，并详细介绍了散斑成像计划，突出了一些重大的科学发现。
2021-01-21 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
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
Exoplanetary Systems with SAFARI: A Far Infrared Imaging Spectrometer for SPICA
远红外光谱窗口是一个广泛的光谱诊断的主机，用于研究行星盘系统和太阳系外行星，其波长完全被地球大气层阻挡。这些包括碎片盘中尘埃带的热辐射、原行星盘“雪线”中的水冰特征以及许多关键的化学物种（O、OH、H2O、NH3、HD等）。这些示踪剂在许多关键领域发挥着关键的诊断作用，包括行星形成的早期阶段和潜在的系外行星。拟议中的日本主导的红外空间望远镜SPICA及其3米级冷却镜（~5 K）将是欧空局赫歇尔空间天文台（2009年5月成功发射）之后在灵敏度方面的下一个步骤。SPICA是欧空局宇宙愿景~2015-2025进程中的一项候选“M-任务”。我们总结了SAFARI的科学可能性：一种远红外成像光谱仪（覆盖~34- 210 um波段），是SPICA的一套仪器之一。
2010-02-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
High contrast imaging at the LBT: the LEECH exoplanet imaging survey
2013年春季，LEECH（LBTI Exozodi Exoplanet Common Hunt）调查开始了从亚利桑那州格雷厄姆山上的大型双筒望远镜（LBT）进行的$\sim$ 130晚的活动。这项调查得益于LBT的许多技术成就，包括在单个固定支架上安装两个8.4米的反射镜，用于高Strehl性能的双自适应次镜，以及用于大幅降低望远镜整体背景发射率的冷光束组合器。LEECH通过观测L'（3.8 $μ$ m）处的恒星，巧妙地补充了其他高对比度行星成像工作，而其他巡天观测的是波长较短的近红外波段（1-2.4 $μ$ m）。光谱的这一部分提供了很深的质量敏感性，特别是在附近的青春期（$\sim$ 0.1-1 Gyr）恒星周围。LEECH的对比度与其他极端的自适应光学系统相比具有竞争力，同时提供了一种替代的测量策略。此外，LEECH正在通过3-5 $μ$ m的观测来表征已知的系外行星系统，为JWST做准备。
2014-07-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Wavelet based speckle suppression for exoplanet imaging - Application of a de-noising technique in the time domain
上下文高对比度系外行星成像是一个快速增长的领域，这可以从投入的大量资源中看出。事实上，所有主要的地面天文台都在通过直接成像来探测和描述系外行星的特征。目的。我们的目标是提高信噪比（SNR）可实现的地面，自适应光学辅助系外行星成像，通过应用先进的后处理算法。特别是，我们调查的好处，包括时域信息。方法.本文提出了一种基于小波变换的散斑噪声抑制方法。这种技术明确地考虑了给定数据集中的时域（特别是散斑变化的频率及其时间依赖性），并允许我们过滤掉散斑噪声。我们结合我们的基于小波的算法与国家的最先进的主成分分析（PCA）的PSF减法例程，并将其应用到已知的直接成像的系外行星的档案数据集。在L滤波器中获得数据集，其中短的积分时间允许对散斑变化进行足够高的时间采样。结果我们证明，可以实现高达百分之四十至六十的峰值信噪比的改善。我们还表明，当与小波去噪相结合时，PCA PSF模型需要系统地更少数量的组件以实现最高的SNR。然而，改进潜力取决于数据集，或者更具体地说，与给定数据集中可用的场旋转密切相关：更大的旋转量允许更好地抑制斑点噪声。结论.我们已经证明，通过应用先进的数据后处理技术，可以提高档案高对比度成像数据集的对比度性能。
2018-04-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Community Exoplanet Imaging Data Challenge for Roman CGI and Starshade Rendezvous
罗马日冕仪（CGI）在一个前所未有的对比度制度（$10^{-7}$到$10^{-9}$）下运行，将成为未来地球探测任务所需关键技术的开拓者。Roman Exoplanet Imaging Data Challenge（Roman EIDC）是一项社区参与活动，任务是为47个UMA目标恒星提取系外行星及其轨道，给定：（1）15年的模拟前体径向速度（RV）数据，以及（2）在Roman任务过程中拍摄的六个模拟成像时代。罗马EIDC模拟图像包括4个带有CGI的混合Lyot日冕仪（HLC）的时期，以及2个带有星罩（SS）的时期，假设该时期是在任务后期作为星罩Renaissance的一部分到达的。在这里，我们专注于我们的内部分析的最外层的行星，其中的starshade的更高的吞吐量和更低的本底噪声提出了一个因素~4改善信噪比的窄场HLC。我们发现，虽然RV检测是边缘的，前体RV数据使质量和轨道的约束，只有2个时期的星光成像。在分析中包括HLC图像导致相对于单独的RV + SS的改进的测量，其中最大增益来自在接近最大伸长的时期拍摄的图像。将SS成像的两个时期与RV + HLC数据相结合，导致轨道和质量确定优于单独RV + HLC约2倍。罗马CGI，结合前体RV数据和后来的任务SS成像，形成了一个强大的三连胜，在探测系外行星和确定它们的质量，轨道和系统配置。虽然Roman CGI将通过直接成像V~…
2021-05-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
The coherent differential imaging on speckle area nulling (CDI-SAN) method for high-contrast imaging under speckle variation
差分成像是一种获得高对比度的后处理方法，通常用于系外行星搜索。提出了一种相干差分成像散斑区域归零（CDI-SAN）方法，用于探测位于主星残余散斑下的微弱系外行星。它利用图像采集速度比恒星散斑变化与五个形状的变形镜重复同步。通过使用五张图像中每张图像的唯一积分值和长时间观测的平方差，可以将系外行星的光与恒星光分开。在适当的条件下，可达到的对比度几乎达到剩余散斑强度的光子噪声极限。CDI-SAN可应用于地面和空间望远镜。
2022-04-21 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
Imaging low-mass planets within the habitable zones of nearby stars with ground-based mid-infrared imaging
在10-100天文单位轨道上的巨大系外行星已经被直接成像在年轻恒星周围。这些温暖的年轻行星的热辐射峰值在近红外线（~1-5微米），而成熟的温带系外行星（即，那些在其恒星的宜居带内的恒星）主要辐射中红外线（中红外线：~10微米）。如果中红外线的背景噪声可以被减轻，那么低质量的系外行星-包括岩石系外行星-可以在非常深的曝光中成像。在这里，我们回顾了在智利甚大望远镜（VLT）上进行的半人马座阿尔法区域（NEAR）突破性观察/新地球计划的最新结果。NEAR开创了一种基于地面的中红外观测方法，旨在推动系外行星成像的能力，特别关注最近的恒星系统Alpha Centauri。NEAR结合了几种新的光学技术-包括中红外优化日冕，自适应光学系统和快速斩波策略，以减轻来自中央恒星和宜居带内热背景的噪音。我们专注于VLT/NEAR运动的经验教训，以改善未来的仪器-特别是通过斩波改善噪音缓解的策略。我们还介绍了大型双筒望远镜对绕近星运行的超级地球的探索性调查（LESSONS）的设计和调试，这是北半球的一项实验，该实验以从NEAR中学到的知识为基础，进一步提高了中红外成像的灵敏度。最后，我们简要讨论了一些可能性，中红外成像将使系外行星科学。
2021-07-30 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
Exo-NINJA at Subaru: fiber-fed spectro-imaging of exoplanets and circumstellar disks at R$\sim$4000
Exo-NINJA通过hexabundle光纤连接Subaru望远镜的SCExAO与NINJA光谱仪，实现R$\sim$4000衍射极限近红外光谱成像，以20%高吞吐量表征系外行星大气与星周盘，探测原行星气体吸积及近距系外行星。
2024-07-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
The next frontier in exoplanet science: Imaging our neighbouring planetary systems
Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）
本文探讨了利用高对比度成像技术表征邻近恒星周围的岩石行星，为系外行星科学开辟新前沿。
2025-12-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
Challenge of direct imaging of exoplanets within structures: disentangling real signal from point source from background light
本研究探讨使用MagAO-X对过渡盘内系外行星进行Hα直接成像的挑战，结合ADI、SSDI和KLIP算法，旨在从散射光背景中区分真实信号并去除噪声。
2024-07-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Quick-MESS: A fast statistical tool for Exoplanet Imaging Surveys
在过去的几年中，已经开发了几种工具的系外行星搜索调查的统计分析，主要是使用组合的蒙特卡罗模拟或贝叶斯approach. In这里，我们提出的Quick-MESS，基于网格的，非蒙特卡洛工具，旨在执行统计分析的结果，并帮助规划直接成像调查。Quick-MESS使用（预期的）对比度曲线进行直接成像调查，以评估每个目标的概率，一个给定的质量和半长轴的行星可以被发现。通过使用基于网格的方法，Quick-MESS通常比基于行星分布的蒙特卡罗采样的工具快一个数量级以上。此外，Quick-MESS非常灵活，能够研究质量和半长轴分布的大范围参数空间，而无需重新模拟行星分布。为了展示Quick-MESS功能的示例，我们介绍了对双子座深行星调查的分析以及对即将使用极端AO仪器进行的调查的预测。
2013-06-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Direct imaging of sub-Jupiter mass exoplanets with James Webb Space Telescope coronagraphy
目前计划于2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将极大地推进我们对系外行星系统的理解，因为它能够通过日冕照相术直接成像和观测行星质量的同伴。使用最先进的模拟JWST的性能，结合最新的进化模型，我们提出了最复杂的模拟质量灵敏度限制的JWST日冕。特别是，我们集中精力对附近的年轻移动群体$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
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
Reflected spectroscopy of small exoplanets II: characterization of terrestrial exoplanets
能够进行高对比度成像的太空望远镜被认为是寻找类太阳恒星周围的类地行星并确定其潜在可居住性的途径。因此，量化反射光谱的能力是至关重要的，通过直接成像的类地系外行星，现有的工作集中在现代地球的行星类似物。在这里，我们超越了地球的类似物，并使用贝叶斯检索算法ExoReL $^\Re$，以确定我们可以从它们的反射光谱中了解到什么。认识到类地系外行星的潜在多样性，我们的重点是区分大气场景没有任何先验知识的主导气体。我们发现，虽然光学波段（$0.4-1.0\ μ$ m）的中等分辨率光谱可能足以表征现代地球模拟，但它可能会导致对类似太古代地球或具有CO $_2$主导大气的行星的错误解释。包括近红外波段（$1.0-1.8\ μ$ m）的观测可以防止这种误差，确定大气的主要成分（N $_2$、O $_2$或CO $_2$），并量化痕量气体（H $_2$ O、O $_3$和CH $_4$）。这些结果对确定未来系外行星直接成像任务的科学要求、设计波段带宽和观测方案具有参考价值。
2022-04-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Scientific Impact of a Noiseless Energy-Resolving Detector for a Future Exoplanet-Imaging Mission
本研究针对未来类地系外行星探测任务的探测器性能需求，分析无噪声能量分辨探测器对HWO日冕仪的科学影响，发现其可大幅提升勘测的系外行星光谱获取数量与科学产出。
2024-05-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Photometric Limits on the High Resolution Imaging of Exoplanets Using the Solar Gravity Lens
我们提出了一个高分辨率成像的系外行星的米级望远镜定位在一个由太阳引力透镜创建的系外行星的实像的分析。我们假设一个系外行星在全相位和一个简单的去卷积方法来纠正太阳重力透镜的像差所造成的内在模糊，并占日冕的前景光。我们推导出方程的望远镜产生这样一个高分辨率的图像所需的测量时间，并发现，由于散粒噪声的考虑，这些时间是很大的人的寿命相比。我们还讨论了如何测量时间可能会显着缩短具有特殊轨道和旋转参数的系外行星。
2020-04-28 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Exoplanets Sciences with Nulling Interferometers and a Single-Mode Fiber-Fed Spectrograph
了解系外行星的大气层是破译其形成历史和潜在可居住性的里程碑。对系外行星进行高对比度成像和光谱分析是实现这一目标的主要途径。对系外行星的直接成像需要很高的空间分辨率。干涉测量已被证明是提高空间分辨率的有效方法。然而，很少探索将干涉测量、高对比度成像和高分辨率光谱学相结合的方法。为了填补这一空白，我们提出了用于当前一代8-10米望远镜的双孔径光纤零陷器（FN），它提供了必要的空间和光谱分辨率，以（1）对已知系外行星进行后续光谱分析;（2）检测碎片盘系统中的行星。将FN馈送到高分辨率摄谱仪的概念也可用于未来的空间和地面任务。我们提出了一个案例研究，使用双孔径FN在M恒星周围的岩石行星中寻找生物特征，为未来的空间干涉测量任务。此外，我们讨论了如何FN可以配备在未来的超大型望远镜，以巨麦哲伦望远镜（GMT）为例。
2020-10-21 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
Unlocking starlight subtraction in full data rate exoplanet imaging by efficiently updating Karhunen-Loève eigenimages
基于Karhunen-Loève本征像方法的星光相减算法已被证明是系外行星直接成像的宝贵方法。然而，当与差分成像技术配对时，它们在运行时的扩展性很差。在这样的观测中，从同一组数据中提取参考系和要减去星光的帧，对于所处理的每个帧，需要新的参考子集（和本征图像），以避免感兴趣信号的自减。极限自适应光学仪器的数据速率是这样的，使得这在计算上可行的唯一方法是对数据进行下采样。我们开发了一种技术，更新一个预先计算的奇异值分解的完整的数据集，以删除帧（即“downdate”），而无需完全重新计算，产生修改后的特征图像。这不仅可以在相同的时间内分析更大的数据量，而且随着观测数量的增加，在运行时呈现出接近线性的缩放。我们将这种技术应用于档案数据，并研究其缩放行为非常大量的帧$N$。所得到的算法提供了$2.6\times$（对于在$N = 300$处的200个特征图像）到$140 \times$（在$N = 10^4$处）的速度改进，其中优势仅随着$N$增长而增加。这种算法使我们能够大大加快KLIP，即使是适度的$N$，并将让我们快速探索KLIP参数如何影响大型$N$数据集的系外行星特征。
2021-01-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
OWL-MOON : Very high resolution spectro-imaging and Earth-Moon interferometry: exoplanets to cosmology
我们解决了天文学中的三个主要问题，即可居住系外行星上的生物特征的检测，系外行星的物理学和宇宙学。要实现这一目标，需要两个条件。首先是一个非常大的孔径来探测像系外行星这样的微弱物体的光谱偏振和空间特征，其次是一个连续的监测来表征系外行星的时间行为，比如旋转周期、气象学和季节。地面望远镜不适合连续监测，大气层限制了最终的角分辨率和分光偏振测量范围。此外，轨道上的空间望远镜的孔径有限，在未来几十年内可能只有15米。这就是为什么我们提出了一个OWL级月球望远镜，具有50-100米的可见光和红外（IR）天文学孔径，基于ESO的压倒性大望远镜概念，在地球上无法实现的技术问题，如风应力，与月球平台无关。它将被安装在月球南极附近，以便进行连续的目标监测。与地球望远镜相比，月球的低重力将有利于其建造和操纵。作为一个有保证的副产品，这样一个大型月球望远镜将允许强度干涉测量时，与大型地球望远镜，导致皮秒角分辨率。
2019-08-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
Large Interferometer For Exoplanets (LIFE). X. Detectability of currently known exoplanets and synergies with future IR/O/UV reflected-starlight imaging missions
本研究计算了当前已知系外行星中可被中红外LIFE以热辐射探测、以及可被构想的HWO以反射星光观测的数量，验证了LIFE的探测能力及两类任务的大气表征协同潜力。
2023-08-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Fabra-ROA Baker-Nunn Camera at Observatori Astronòmic del Montsec: a wide-field imaging facility for exoplanet transit detection
美国史密森学会在60年代制造了一批贝克-纳恩相机（BNC），作为人造卫星的光学跟踪系统，具有最佳的光学和机械规格。其中一个安装在皇家海军研究所和观察站。我们对将安装在蒙特塞克天文台（OAdM）的望远镜进行了深入的翻新项目。因此，BNC提供了巨大FOV（4.4 $°$ x4.4 $°$）和孔径（导致V $\sim$ 20的极限幅度）的最大组合。这些技术指标以及它们的遥控和机器人性质，使该仪器能够在适当的星等范围内以高信噪比面对通过凌日技术探测系外行星的观测计划。
2009-12-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Simulating medium-spectral-resolution exoplanet characterization with SCALES angular/reference differential imaging
本文使用SCALES模拟器scalessim模拟中分辨率光谱模式下的系外行星探测，评估角差分成像与参考差分成像在分离散斑噪声方面的性能，以验证散斑反卷积的可行性。
2023-10-18 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
Exoplanet Imaging Data Challenge, phase II: Characterization of exoplanet signals in high-contrast images
今天，有各种各样的算法致力于高对比度成像，特别是用于探测和表征系外行星信号。这些算法是专门针对系外行星信号之间非常高的对比度而设计的，这些信号可能比日冕图像中明亮的星光残差弱两个数量级以上。星光残差是不均匀分布的，并遵循不同的时间尺度，这取决于观测条件和目标恒星的亮度。因此，在星光残留中解开系外行星信号是一项挑战，新的后处理算法正在努力获得更准确的天体物理结果。系外行星成像数据挑战赛是一项社区范围内的努力，旨在使用一组基准高对比度成像数据集开发，比较和评估算法。在2020年运行的第一阶段专注于现有算法的检测能力之后，正在进行的第二阶段的重点是比较最先进技术的表征能力。行星伴星的特征有两个方面：天体测量（相对于主星的估计位置）和分光光度测量（相对于主星的估计对比度，作为波长的函数）。第二阶段的目标是为社区提供一个平台，以公平，同质和强大的方式对技术进行基准测试，并促进合作。
2022-09-16 astro-ph.IM
Direct imaging and spectroscopy of exoplanets with the ELT/HARMONI high-contrast module
将高对比度成像与中等分辨率光谱学相结合，已被证明可以显着提高对系外行星的直接探测。HARMONI是首批安装在ESO ELT上的轻型仪器之一，将配备一个单共轭自适应光学系统，以达到H和K波段ELT的衍射极限，一个专用于系外行星成像的高对比度模块，以及一个中等分辨率（高达R = 17 000）的光学和近红外积分场摄谱仪。结合在一起，这些系统将提供前所未有的对比度限制在50和400 mas之间的分离。在本文中，我们估计的能力，HARMONI高对比度模块的直接检测年轻的巨大系外行星。我们使用仪器的端到端模型来模拟基于现实观测场景和条件的观测。我们分析这些数据与所谓的“分子映射”技术相结合的匹配滤波器的方法，以解开从主机恒星和地球的同伴，并增加的S/N的行星信号。我们发现行星5西格玛以上的对比度高达16等和分离下降到75马斯在几个光谱配置的仪器。我们表明，分子映射允许检测的同伴高达2.5 mag昏暗相比，最先进的高对比度成像技术的基础上角差分成像。我们还表明，性能是不是强烈的主机星的光谱型的影响，我们达到最好的三个四分位数的观测条件在Armazones，这意味着HARMONI可以用于近临界观测期间的60至70%的望远镜时间在ELT接近的灵敏度。最后，我们从人口合成模型中模拟行星，以进一步探索HARMONI及其高对比度模块即将开放的参数空间。
2021-04-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
Exoplanet direct imaging in ground-based conditions on THD2 bench
下一代地面仪器的目标是通过对始终更接近恒星的星周环境进行成像来突破我们对系外行星的了解。然而，直接成像需要一个AO系统和高对比度的技术，如日冕，以拒绝衍射光的观察星和一个额外的波前传感器，以控制准静态像差，包括非共路像差。为了观察微弱的物体，需要具有亚纳米波前控制能力的焦平面波前传感器。在过去的几年中，我们开发了THD 2工作台，这是一个高对比度成像技术的测试平台，工作在可见光和近红外波长，目前在太空模拟条件下达到低于1 e-8的对比度水平。我们最近在光路上增加了一个湍流轮，它模拟了一个典型的极端自适应光学系统给出的残差，我们测试了几种方法来消除准静态散斑。估计像差的一种方法是称为成对探测的方法，在该方法中，我们记录具有我们应用于自适应光学可变形反射镜上的已知形状的少数图像。一旦估计，我们寻求通过称为电场共轭的算法来最小化焦平面电场。在本文中，我们提出的第一个结果THD 2工作台上使用这两种技术在湍流条件下。然后，我们比较所取得的性能与预期的所有准静态散斑校正时。
2019-10-20 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
A high-contrast coronagraph for earth-like exoplanet direct imaging: design and test
高对比度日冕仪在可见光下直接成像类地系外行星需要10^（-10）的对比度，在4 λ/D或更小的角间距下。高对比度成像日冕仪的测试是基于我们的阶跃透射变迹滤波器。为了实现这一目标，我们使用一个液晶阵列（LCA）作为相位校正器，以创建一个基于我们专用的焦暗算法的黑洞。我们已经将星点图像附近的衍射和斑点噪声抑制到4 λ/D时的1.68 × 10^（-9）水平，这可以立即用于直接成像类木星系外行星。这表明，高对比度日冕望远镜在太空中具有探测和表征类地行星的潜力。
2014-06-11 astro-ph.IM
GPI PSF subtraction with TLOCI: the next evolution in exoplanet/disk high-contrast imaging
为了直接拍摄系外行星和暗淡的星周盘，必须将嘈杂的恒星晕抑制到很高的水平。为了实现这一壮举，角微分成像观测技术和最小二乘局部优化组合图像（LOCI）算法现在已经成为标准的单波段直接成像观测和数据处理。随着配备有积分场单元的新型高阶高对比度自适应光学的开发和调试，需要修改图像减法算法，以允许最佳地使用多色图像、场旋转图像和存档数据。一种新的算法，TLOCI（模板LOCI），被设计来实现这一任务，通过最大化的同伴信噪比，而不是简单地最小化的噪声，在原来的LOCI算法。TLOCI技术使用输入光谱和模板点扩散函数（PSF，从未遮蔽和不饱和的恒星图像生成）来优化参考图像最小二乘系数，以最小化行星自减法，从而最大化其每波长的吞吐量，同时提供对斑点噪声的最大抑制。新算法已开发使用天空GPI数据，并取得了令人印象深刻的对比度。本文介绍了TLOCI算法，在天空中的性能，并将讨论在恢复具有高保真度的行星光谱的挑战。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Portable Adaptive Optics for Exoplanet Imaging
Las Campanas Observatory Carnegie Institution of Washington（卡内基科学研究所拉斯坎帕纳斯天文台）
便携式自适应光学系统实现中等望远镜系外行星直接成像，通过高对比度成像技术揭示已知系外行星κ And b。
2025-12-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
Machine learning revolution for exoplanet direct imaging detection: transformer architectures
针对系外行星直接成像的极端对比度和斑点噪声挑战，提出结合CNN特征提取器与Transformer编码器的混合架构，利用时间信息建模行星相干运动，在合成与半合成数据集验证其优于传统方法，为系外行星探测提供高效自动化方案。
2025-08-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Predicting exoplanet observability in time, contrast, separation and polarization, in scattered light
偏振测量是增强系外行星直接成像的关键之一。它不仅提供了一个提供额外对比度的差分观测，而且当与光谱学相结合时，它还揭示了关于系外行星大气成分的宝贵信息。尽管如此，与主星的角距和对比度使得观察极具挑战性。准确预测预期信号的出现方式对于未来望远镜的设计和观测策略至关重要。我们的目标是准确地确定的幅度和演变的主要观测签名成像的系外行星：分离，对比度的主恒星和偏振作为一个函数的轨道几何形状和反射参数的系外行星。利用这些参数，以轨道参数和两个偏振值为输入，建立偏振反射率模型。该模型能够在任何轨道时间计算系外行星的各种观测预测。三个主要观测标准-分离，对比度，偏振-的相互依赖性导致系统的复杂时间演化。它们极大地影响了通过直接成像进行行星观测的可行性。我们介绍了一个新的通用显示的主要观测标准，它使观测者能够确定是否系外行星是在检测范围内：分离极化对比图（SPOC）。我们探讨了复杂的影响，轨道和太阳系外行星的可见性参数。我们开发的代码可供公众使用，并可在python包索引及其文档上进行协作改进。这是朝着一个全面的模拟工具迈出的又一步，用于预测和解释未来观测发现系外行星活动的结果。
2015-05-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exoplanet imaging with ELTs: exploring a second-stage AO with a Zernike wavefront sensor on the ESO/GHOST testbed
本文提出在 ESO/GHOST 测试平台上实验验证基于 Zernike 波前传感器的第二级极端自适应光学系统，用于提升系外行星成像与光谱观测能力，并与金字塔波前传感器方案进行初步比较。
2023-09-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Combining angular differential imaging and accurate polarimetry with SPHERE/IRDIS to characterize young giant exoplanets
年轻的巨大系外行星发出的红外辐射可以被线性偏振到百分之几。这种线性偏振可以追踪：1）大气云和霾层的存在，2）空间结构，例如云带和旋转扁平化，3）自旋轴方向和4）颗粒大小和云顶压力。我们介绍了一种新的高对比度的成像方案，结合角度差分成像（ADI）和精确的近红外偏振来表征自发光的巨型系外行星。我们在VLT/SPHERE-IRDIS上实现了这一技术，并开发了相应的观测策略、偏振校正和数据处理方法。通过结合ADI和偏振测量，我们可以表征行星，可以直接成像具有非常高的信噪比。我们使用IRDIS的光瞳跟踪模式，并结合ADI和主成分分析，以减少斑点噪声。我们利用IRDIS的双光束偏振模式来消除严重限制偏振灵敏度的差分效应（平场误差、差分像差和视宁度），从而进一步抑制斑点噪声。为了纠正仪器的偏振效应，我们应用一个详细的米勒矩阵模型，描述了望远镜和仪器，并具有绝对的偏振精度$\leq0.1\%$。使用这种技术，我们已经观察到HR 8799的行星和（亚恒星）伴星PZ Tel B。不幸的是，我们在第一次分析中没有检测到偏振信号。我们估计初步$1σ$的$\sim1\%$和$\sim0.1\%$的HR 8799和PZ Tel B的行星的线性偏振度的上限。所实现的低于百分之一的灵敏度和准确度表明，我们的技术在通过直接成像偏振测量来表征系外行星方面具有巨大的前景。
2017-10-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Orbital Differential Imaging: A New High-Contrast Post-Processing Technique For Direct Imaging of Exoplanets
目前高对比度成像的后处理技术依赖于系外行星信号和该位置残余恒星光之间的某种多样性来源。两种主要的技术是角微分成像（ADI）和光谱微分成像（SDI），角微分成像利用视差天空旋转将行星与恒星光分离，光谱微分成像利用行星和恒星光的光谱差异以及点扩散函数（PSF）的波长依赖性。在这里，我们介绍我们的技术，利用多样性的另一个来源：轨道运动。由于对一个轨道周期足够短的系外行星系统的重复观测，行星的运动使我们能够将它们与PSF区分开来。除了使用强大的PSF减法算法之外，这种观察策略还能够实现时间滤波。一旦确定了轨道，行星就可以"脱离轨道“，以进一步提高信噪比。我们称这些技术为轨道差分成像（ODI）。在这里，我们提出了这种技术的动机，提出了一个噪声模型，并提出了模拟结果。我们相信ODI将成为一种能够通过专门的太空任务对类太阳恒星的宜居带中的类地球行星进行成像的技术。
2015-10-08 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
High-Contrast Testbeds for Future Space-Based Direct Imaging Exoplanet Missions
在过去的二十年里，系外行星直接成像领域的仪器技术有了很大的进步。美国航天局委托进行的四项大型概念研究中有两项涉及一种高对比度仪器，用于从空间对外地球进行成像和光谱表征：LUVOIR和HabEx。本白皮书介绍了美国和法国目前正在运行的8个光学测试平台的状况，这些测试平台旨在通过实验验证从太空对地球外进行成像的必要技术。他们探索了两个互补的研究方向：（i）日冕仪设计和制造;（ii）主动波前校正方法和技术。目前正在并行分析几种仪器架构，以便为设计未来的冠状动脉造影仪器提供更多的自由度。已经在实验室中证明了清晰离轴望远镜（HabEx类）的必要性能水平，目前正在作出重大努力，以便在今后两年中在分段和/或同轴望远镜（LUVOIR类）上重现这一成就。
2019-07-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
K-Stacker, a new way of detecting and characterizing exoplanets with high contrast imaging instruments
今年，致力于对系外行星进行高对比度直接成像的第二代日冕仪开始运行。其中，安装在UT 3甚大望远镜焦点上的SPHERE采用极限自适应光学和角度差分成像技术，达到了前所未有的$10^{-6}$ - $ 10^{-7}$对比度。在本文中，我们提出了一种新的方法，称为开普勒堆栈，提高了高对比度仪器，如SPHERE的检测限，高达10倍。它包括观察一颗恒星足够长的时间，让一颗假设的行星绕着这颗恒星沿着它的轨道运动。即使在一个晚上进行的每个单独的观察中，我们没有检测到任何东西，我们表明，使用优化算法，根据开普勒运动（例如：在通常1-10年的长时间内拍摄的10-100张图像）重新定位图像并检测行星是可能的。该方法可以与ADI技术（或可能的任何其他高对比度数据减少方法）结合使用，以提高每个单独图像中的信噪比，并进一步提高全局检测限。它还直接提供了探测到的行星的轨道参数，作为优化算法的副产品。
2015-10-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
PynPoint Code for Exoplanet Imaging
我们宣布公开发布PynPoint，这是我们开发的一个Python包，用于分析使用角差分成像观测技术拍摄的系外行星数据。特别是，PynPoint的设计是为了模拟中心恒星的点扩散函数，并减去其通量贡献，以揭示附近暗淡的伴星。该软件包的当前版本通过使用主成分分析方法来进行这种校正，以建立用于对观测的点扩散函数进行建模的基组。我们通过重新分析系外行星beta Picasso b的公开数据来展示该软件包的性能，该数据由近24，000个单独的图像帧组成。我们表明，PynPoint能够在Mac Pro上在大约1.5分钟内分析这些典型数据，当图像数量通过5组共同添加而减少时。由于依赖SciPy和NumPy函数，主要的计算工作可以很好地并行化。对于此计算，峰值内存负载为6Gb，可以在大多数工作站上轻松运行。一个更简单的计算，通过共同添加超过50，需要3秒，峰值内存使用量为600 Mb。这可以在笔记本电脑上轻松完成。在开发软件包的过程中，我们将代码模块化，以便我们能够在未来的版本中通过包含更多模块来扩展功能，而不会影响用户的应用程序编程接口。我们通过中央PyPi服务器分发PynPoint包，文档可以在线获得（pynpoint.ethz.ch）。
2014-05-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
Science Parametrics for Missions to Search for Earthlike Exoplanets by Direct Imaging
我们使用$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
Direct imaging of extrasolar planets: overview of ground and space programs
随着探测到的系外行星数量的不断增加，表征问题变得越来越重要。直接成像无疑是探测系外行星大气层的最有效但最具挑战性的工具，从而确定系外行星的物理性质并完善模型。一些为系外行星成像而优化的仪器目前正在地面和空间运行或计划短期和长期运行。本文综述了这些工具及其特点/能力。结论得出的光谱表征的角度来看。
2009-10-22 astro-ph.IM
A Quick Study of Science Return from Direct Imaging Exoplanet Missions: Detection and Characterization of Circumstellar Material with an AFTA or EXO-C/S CGI
高性能的（~ 10^-9 resel^-1）对比度、窄视场日冕仪（CGI），用于天基AFTA-C或探测级EXO-C/S任务，旨在研究目前已知存在于恒星宜居带内的系外行星的多样性，特别重要的是密切相关的共生研究系统的拱星（CS）行星诞生并与之相互作用的物质。共轨物质“盘”中的小粒子群可以通过动态相互作用来追踪行星的存在，动态相互作用扰乱了光散射碎片的空间分布，这些碎片在光学波长处可以探测到，并且可以用AFTA-C或EXO-S/C CGI分辨。在此，我们：（1）提出研究邻近恒星行星承载区物质的形成、演化、结构、多样性和性质的科学案例，（2）讨论当前概念下的CGI如何独特地为这些研究提供信息和作出贡献，（3）考虑CGI预期性能对CS碎片系统（CDS）研究的适用性，（4）研究，通过AFTA CGI图像模拟，从特定的、有代表性的黄道带碎片盘观测中获得预期的解释保真度和测量结果，（5）对与CDS观测密切相关并增强CDS观测的特定观测模式和方法进行评论，（6）详细介绍，用于增强当前设想的CGI双频带奈奎斯特采样的情况全线性斯托克斯成像偏振计的成像能力（或更好），在表征CS粉尘的材料特性方面非常有益（以及其他研究中讨论的系外行星大气层）。
2014-12-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
OWL-Moon: Very high resolution spectropolarimetric interferometry and imaging from the Moon: exoplanets to cosmology
我们概述了OWL月球，位于月球表面的50- 100米口径望远镜的概念，以解决天文学中的三个主要领域，即可居住的系外行星上的生物特征的检测，系外行星的地球物理学和宇宙学。这样一个大型的月球望远镜，当与大型的地球望远镜相结合时，将允许强度干涉测量，从而导致皮秒的角分辨率。这将在天文学的许多领域得到应用，而且鉴于空间机构重新对重返月球产生兴趣，这是及时的。
2022-08-11 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
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
