Молекулы с пребиосигнатурой могут быть обнаружены в умеренных атмосферах экзопланет с помощью JWST

Поиск биосигнатур на экзопланетах соединяет области биологии и биохимии с астрономическими наблюдениями в надежде, что мы сможем обнаружить доказательства активных биологических процессов в мирах за пределами Солнечной системы.

Здесь мы сосредоточимся на дополнительном аспекте характеристики экзопланет, связывающем астрономию с пребиотической химией: поиске молекул, связанных с происхождением жизни, пребиосигнатур. Исследования пребиосигнатур в планетных атмосферах могут как ограничить повсеместное распространение жизни в галактике, так и обеспечить важные испытания текущего синтеза пребиотиков за пределами лабораторных условий.

Здесь мы количественно определяем минимальное содержание идентифицированных молекул пребиосигнатуры, которое потребуется для обнаружения с помощью трансмиссионной спектроскопии с использованием JWST.

Мы рассматриваем пребиосигнатуры на пяти классах планет земной группы: планете-океане, вулканической планете, планете после удара, супер-Земле и раннем аналоге Земли. Используя новый конвейер моделирования и обнаружения с имитацией шума JWST, мы находим пороги обнаружения цианида водорода (HCN), сероводорода (H2S), цианоацетилена (HC3N), аммиака (NH3), метана (CH4), ацетилена (C2H2). ), диоксид серы (SO2), оксид азота (NO), формальдегид (CH2O) и окись углерода (CO) в различных атмосферах с низкой средней молекулярной массой (<5).

Мы проверяем зависимость этих порогов обнаружения от звезды-карлика M и количества наблюдаемых транзитов, обнаружив, что для обнаружения предбиосигнатур на многочисленных планетах-кандидатах, включая TRAPPIST-1e с высоким средним значением, требуется умеренное количество транзитов (1-10). молекулярная масса атмосферы. Мы считаем, что прибор NIRSpec G395M/H лучше всего подходит для обнаружения большинства пребиосигнатур.

Аластер Клэрингболд, Пол Риммер, Сара Рагхаймер, Оливер Шорттл

Комментарии: 28 страниц, 12 рисунков, приняты к публикации в AJТематика: Земная и планетарная астрофизика (astro-ph.EP) Цитировать как: arXiv:2306.02897 [astro-ph.EP] (или arXiv:2306.02897v1 [astro-ph.EP] ] для этой версии)История отправокОт: Аластер Кларингболд[v1] Пн, 5 июня 2023 г., 14:05:07 UTC (5257 КБ)https://arxiv.org/abs/2306.02897Астробиология, астрохимия

Соучредитель SpaceRef, член Клуба исследователей, бывший сотрудник НАСА, выездные команды, журналист, специалист по космосу и астробиологии, бывший альпинист.