[論文レビュー] NASA Exoplanet Exploration Program (ExEP) Mission Star List for the Habitable Worlds Observatory (2023)

Eric E. Mamajek, Karl Stapelfeldt|arXiv (Cornell University)|Feb 19, 2024

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 15

ひとこと要約

この論文は6-meter-class Habitable Worlds Observatory の exo-Earth が最もアクセスしやすい164個の近隣の明るい恒星のリストをまとめ、ターゲット選択とミッション設計に情報を提供します。

ABSTRACT

The Astro 2020 Decadal Survey "Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the 2020s" has recommended that "after a successful mission and technology maturation program, NASA should embark on a program to realize a mission to search for biosignatures from a robust number of about ~25 habitable zone planets and to be a transformative facility for general astrophysics," and prescribing that the high-contrast direct imaging mission would have "a target off-axis inscribed diameter of approximately 6 meters." The Decadal Survey assumed an exo-Earth frequency of ~25%, requiring that approximately 100 cumulative habitable zones of nearby stars should be surveyed. Surveying the nearby bright stars, and taking into account inputs from the LUVOIR and HabEx mission studies (but without being overly prescriptive in the required starlight suppression technology or requirements), we compile a list of 164 stars whose exo-Earths would be the most accessible for a systematic imaging survey of habitable zones with a 6-m-class space telescope in terms of angular separation, planet brightness in reflected light, and planet-star brightness ratio. We compile this star list to motivate observations and analysis to help inform observatory design (mission-enabling "precursor science") and enhance the science return of the Habitable Worlds Observatory (HWO) survey for exo-Earths (mission-enhancing "preparatory science"). It is anticipated that this list of target stars and their properties will be updated periodically by the NASA Exoplanet Exploration Program.

研究の動機と目的

• Habitable Worlds Observatory (HWO) の設計を知らせるための観測と分析を促進する。
• HWO のexo-Earth調査の科学的リターンを高めるターゲットリストを提供する。
• ミッション実現計画と前駆研究を支援する予備的な科学リソースを提供する。

提案手法

• ExEP の入力とミッション研究の考慮事項（LUVOIR、HabEx）から近隣の明るい星の星表を作成する。
• 6-m-class の望遠鏡に対して、角分離、反射光での惑星の明るさ、および惑星と恒星の明るさ比を用いて星を評価する。
• 居住可能性帯の体系的な撮像調査の対象として最もアクセスしやすいexo-Earthを持つ164個の星を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 6メートル級の望遠鏡で居住可能惑星を撮像する際、どの近隣の明るい星が最も有利な角分離を提供するか？
• RQ2 exo-Earth の撮像において惑星の明るさと惑星-恒星の明るさ比を最大化するターゲットはどれか？
• RQ3 Habitable Worlds Observatory の設計と前駆科学はこの星表をどう活用できるか？

主な発見

• 6メートル級の望遠鏡でexo-Earth画像化のための最もアクセスしやすいターゲットとして164星のリストを作成。
• 選択は角分離、反射光での惑星の明るさ、惑星-恒星の明るさ比を考慮して行われている。
• 星表はNASA Exoplanet Exploration Programによって定期的に更新されることを意図している。
• このリストは観測を促進し、ミッション設計に情報を提供し、HWO調査の科学的リターンを向上させる。