Gran Interferómetro para Exoplanetas (LIFE). X. Detectabilidad de exoplanetas actualmente conocidos y sinergias con futuras misiones de imágenes IR/O/UV por reflexión de la luz de las estrellas

La próxima generación de observatorios espaciales caracterizará las atmósferas de exoplanetas templados de baja masa utilizando la técnica de imagen directa.

Este será un gran avance en nuestra comprensión de la diversidad de exoplanetas y la prevalencia de condiciones potencialmente habitables más allá de la Tierra. Calculamos una lista de exoplanetas actualmente conocidos detectables con el Interferómetro de infrarrojo medio grande para exoplanetas (LIFE) en emisión térmica. También calculamos la lista de exoplanetas conocidos accesibles a un diseño teórico del Observatorio de Mundos Habitables (HWO), observando a la luz reflejada de las estrellas.

Con un método preexistente, procesamos el archivo de exoplanetas de la NASA y calculamos las realizaciones orbitales para cada exoplaneta conocido. Hemos derivado su masa, radio, temperatura de equilibrio y separación angular planeta-estrella. Usamos el simulador LIFEsim para calcular el tiempo de integración (tono) necesario para detectar cada planeta con LIFE.

Un planeta se considera detectable si se alcanza una relación señal/ruido de banda ancha S/N=7 en el rango espectral de 4 a 18,5 μm en hue≤100 horas. Probamos si el planeta es accesible para HWO a la luz de las estrellas reflejada en función de sus ángulos de trabajo interiores y exteriores teóricos y el contraste mínimo entre la estrella y el planeta.

La configuración de referencia de LIFE (cuatro telescopios de 2 m con un rendimiento del 5 % y una línea base de cancelación entre 10 y 100 m) puede detectar 212 planetas conocidos dentro de un radio de 20 pc. De estos, 55 también son accesibles para HWO a la luz reflejada de las estrellas, lo que brinda una oportunidad única para las sinergias en la caracterización atmosférica. LIFE también puede detectar 32 exoplanetas en tránsito conocidos. Además, 38 planetas detectables por LIFE orbitan en la zona habitable, incluidos 13 con Mp<5M⊕ y 8 con 5M⊕

LIFE ya tiene suficientes objetivos para realizar análisis innovadores de exoplanetas de baja masa y zonas habitables, una fracción de los cuales también será accesible para otros instrumentos.

Sistemas planetarios con planetas HZ detectables con la configuración de referencia LIFE. Los planetas detectables con VIDA están representados por círculos verdes y los que no, por círculos negros. Los marcadores de estrellas blancas inscritos indican planetas a los que se puede acceder con HWO a la luz de las estrellas reflejada (Pacceso > 25 %). Las regiones sombreadas en azul muestran el HZ conservador de cada estrella, siendo las regiones azul claro la zona HZ optimista (Kopparapu et al. 2014). Los tamaños de los marcadores tanto para las estrellas como para los planetas son proporcionales a sus masas. Las estrellas están codificadas por colores según su tipo espectral (rojo, naranja, amarillo, azul grisáceo y azul claro para las estrellas M, K, G, F y A, respectivamente). El sistema solar se muestra en la primera subparcela como referencia. — astro-ph.EP

Óscar Carrión-González, Jens Kammerer, Daniel Angerhausen, Felix Dannert, Antonio García Muñoz, Sascha P. Quanz, Olivier Absil, Charles A. Beichman, Julien H. Girard, Bertrand Mennesson, Michael R. Meyer, Karl R. Stapelfeldt, The Colaboración VIDA

Comentarios: Aceptado para publicación en A&A. 14 páginas, 5 tablas, 5 figuras + apéndice
Materias: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP); Instrumentación y Métodos para Astrofísica (astro-ph.IM)
Citar como: arXiv:2308.09646 [astro-ph.EP] (o arXiv:2308.09646v1 [astro-ph.EP] para este lanzamiento)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.09646
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Por: Oscar Carrión-González
[v1] viernes 18 de agosto de 2023 4:06:41 p. m. UTC (505 KB)
https://arxiv.org/abs/2308.09646
Astrobiología,