人造温室气体作为系外行星技术签名

大气污染物如CFCs和NO$_{2}$已被提出作为潜在的可远程探测的大气技术签名气体。在此，我们研究人造温室气体（包括CF$_{4}$、C$_{2}$F$_{6}$、C$_{3}$F$_{8}$、SF$_{6}$和NF$_{3}$）产生可探测大气特征的潜力。与工业过程中被动的偶然副产品不同，人造温室气体将代表一种有意的努力，即使用长寿命、低毒性的气体来改变行星的气候，并且具有较低的假阳性潜力。地外文明可能有动机进行这样的努力，以阻止其母星预测的雪球状态，或改造其系统内原本不宜居的类地行星。由于人造温室气体在温带大气的热中红外窗口有强烈吸收，一个经过改造的行星将逻辑上在这些气体的中红外波长（~8-12 μm）处具有强烈的吸收特征，可能伴随近红外诊断特征。作为概念验证，我们计算了使用JWST MIRI/LRS和NIRSpec在TRAPPIST-1f上探测1 [10](100) ppm的C$_{2}$F$_{6}$/C$_{3}$F$_{8}$/SF$_{6}$所需的观测时间。我们发现，使用MIRI/LRS，在仅25[10](5)次凌星中，即可探测到各1[10](100) ppm的C$_{2}$F$_{6}$、C$_{3}$F$_{8}$和SF$_{6}$组合，信噪比≥5。我们进一步探索了LIFE任务概念下的中红外直接成像场景，发现这些气体在这些浓度下比标准生物签名更易探测。因此，在常规行星表征观测中，可以轻松探测（或排除）人造温室气体，无需额外开销。