我们距离发现真正类地系外行星越来越近，但研究人员指出，仅确认其存在并不足以判断其是否可能宜居。计划中的空间望远镜“宜居世界天文台”（HWO）的核心任务之一是对潜在类地行星进行直接成像并获取大气光谱。不过，俄亥俄州立大学Kaz Gary及其合著者在arXiv预印本服务器发布的一项研究认为，在开展大气化学解读之前，HWO需要先以足够精度测定行星质量。

该论文称，将行星质量测量精度提高到约10%对于评估宜居性至关重要。作者指出，若质量约束不足，用于反演大气成分的模型会出现“简并性”，从而难以识别大气中的主导背景气体。研究以氮气主导（类似地球）与二氧化碳主导（类似金星）的差异为例，强调质量不确定性会显著影响对大气性质的判读。

目前，测量系外行星质量的常用手段是径向速度（RV）法，即通过观测恒星在行星引力作用下产生的光谱“摆动”来推断行星质量。但论文指出，对于绕类太阳恒星运行的地球大小行星，其RV信号仅约9厘米/秒，容易被恒星表面活动带来的噪声淹没，导致高精度测量难度很大。

研究进一步表示，RV法对HWO预计观测目标中的约30%恒星几乎无效，主要涉及A型和F型等更炽热且自转更快的恒星。论文称，这类恒星光谱线较少且旋转导致谱线展宽，使可用信息进一步受限，从而难以实现所需的高精度RV测量。

在此背景下，作者提出天体测量法可作为补充方案。该方法通过测量目标恒星相对于背景恒星的侧向位置变化，捕捉恒星因行星绕转产生的“摆动”。论文认为，相比依赖光谱线变化的RV法，天体测量法在处理恒星活动带来的干扰方面更具优势。

不过，天体测量法同样面临精度挑战。论文给出的量级估算显示：在10秒差距距离上，类地行星引起的天体测量信号约为0.3微角秒。作者指出，这意味着仪器需要达到极高的测量精度。

研究称，为探测如此微小的位移，HWO的高分辨率观测将高度依赖背景恒星数量，因为天体测量的不确定性主要受背景恒星“光子噪声”影响。论文指出，观测指向会显著改变背景恒星密度：若指向银河系边缘，背景恒星较少，不确定性会升高；若指向银河平面，背景恒星更密集，有助于降低不确定性。

作者在模拟不同背景恒星数量情景后提出，可通过选择合适滤光片来平衡恒星密度与衍射极限等因素，以最小化天体测量不确定性。论文建议采用欧洲航天局Gaia任务使用的G波段作为折中选择，认为该宽光学波段在较长波长（如红外，衍射极限变差）与较短波长（背景恒星更少）之间取得平衡。

在观测策略方面，论文建议在HWO五年主任务期间安排一项约200天的专门天体测量调查，并对每颗目标恒星进行约100次观测。作者估算，这一方案可将约40颗位于宜居带的类地行星质量测量精度提升至约10%。

论文同时提到，HWO预计至少要到2040年代初才会发射。作者认为，若能将直接成像与超高精度天体测量结合，将有助于提升对类地系外行星大气与宜居性的判读能力。