Attuali prestazioni di laboratorio dei sistemi di soppressione della luce stellare e potenziali percorsi verso capacità scientifiche per l'osservazione di esopianeti abitabili

Osservatorio dei mondi abitabili – NASA

Riassumiamo le migliori prestazioni di contrasto multicolore (dal 10 al 20% della larghezza di banda) dimostrate in laboratorio da diversi metodi e sistemi di soppressione della luce stellare progettati per caratterizzare direttamente gli esopianeti attorno alle stelle vicine.

Presentiamo i risultati ottenuti dalle unità di test sperimentali del coronografo interno e dell'ombra della stella esterna utilizzando aperture di ingresso equivalenti per telescopi fuori asse o in asse, monolitici o segmentati. Per la separazione angolare e la larghezza di banda spettrale, le prestazioni di ciascun sistema di soppressione della luce stellare sono caratterizzate da valori di contrasto grezzo (prima dell'elaborazione dell'immagine), throughput del nucleo fuori asse (esopianeti) e contrasto post-calibrazione (rilevamento finale 1-sigma) Sorgenti puntiformi fuori asse massime, dopo l'elaborazione dell'immagine).

Per mettere gli attuali risultati di laboratorio in prospettiva per una futura missione dell'Habitable Worlds Observatory (HWO), simuliamo osservazioni visive del sistema gemello Sole/Terra su 12 oggetti, assumendo un'apertura di raccolta di 6 m (diametro modellato) e un terminale realistico. Fino alla fine della produttività visiva. I tempi di esposizione richiesti per il rilevamento della Terra esterna a banda larga (larghezza di banda del 20% attorno a una lunghezza d'onda di 0,55 micron) e le osservazioni spettroscopiche visibili (R = 70) vengono quindi calcolati assumendo diversi livelli di prestazioni di soppressione della luce stellare, inclusi i valori attualmente mostrati in laboratorio .

Osservazioni schematiche di esopianeti utilizzando un esopianeta che vola a decine di migliaia di chilometri davanti al telescopio, lungo la linea di vista della stella bersaglio. — Ph.IM astronomico

Utilizzando il tempo di esposizione spettrale come semplice metrica, i nostri risultati indicano miglioramenti delle prestazioni nella progettazione del principale sistema di soppressione della luce stellare e compromessi che saranno fatti per supportare le capacità scientifiche di HWO sugli esopianeti. Questi mezzi possono essere esplorati attraverso studi numerici, esperimenti di laboratorio, nonché osservazioni e dimostrazioni spaziali ad alto contrasto.

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Bertrand Menison, Ruslan Belikov, Emil Burr, Eugene Serabin, Gareth Rowan, AG Eldorado Riggs, Dan Serbo, Laurent Bouillot, Remy Sommer, Jeremy Cassden, Stuart Chaklan, Byung Jun Seo, Christopher Stark, Eric Cady, Ben Chen, Brendan Creel . , Kevin Fogarty, Alexandra Greenbaum, Olivier Guyon, Roser Joanola Paramon, Brian Kern, John Crist, Bruce McIntosh, David Marks, Dimitri Mauet, Camilo Mejía Prada, Rhonda Morgan, Bijan Nematti, Leonid Pogorelyuk, Susan Redmond, Sarah Seager, Nicholas Siegler , Karl Stubblefeldt, Sarah Steiger, John Trauger, James K. Wallace Marie Joffe, Neil Zimmerman

Commenti: 63 pagine, 28 pagine, inviate a JATIS
Argomenti: Strumenti e metodi astrofisici (astro-ph.IM)
Citare come: arXiv:2404.18036 [astro-ph.IM] (o arXiv:2404.18036v1 [astro-ph.IM] per questa versione)
Data di presentazione
Scritto da: Bertrand Menison
[v1] domenica 28 aprile 2024 00:44:37 UTC (12.370 KB)
https://arxiv.org/abs/2404.18036
Astrobiologia

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