中红外波段类地系外行星的大气表征：生物标志、宜居性与多样性
地球与行星天体物理
2023-04-19 v3 天体物理仪器与方法
太阳与恒星天体物理
摘要
系外行星科学是现代天体物理学中最繁荣的领域之一。一个主要目标是对数十颗小型类地系外行星进行大气表征，以搜寻其大气中指示生物活动的特征、评估其提供我们所知生命条件的能力，并探究其预期的大气多样性。目前从地面或空间采用的任何项目或任务均无法实现这些目标。在本白皮书（White Paper）中，我们认为一个旨在探测并研究中红外（MIR）波长范围内类地系外行星热发射光谱的大型天基任务，具备解决这些目标的独特科学潜力，并超越其他手段的能力。尽管 NASA 可能正聚焦于旨在以反射光探测类地行星的大型任务，ESA 有机会发挥领导作用，并在“Voyage 2050”长期计划范围内牵头开发大型 MIR 系外行星任务，使欧洲在未来数十年立于系外行星科学前沿。鉴于此类任务的宏大科学目标，其他国际伙伴可能有兴趣参与并为一条长远导向成功实施的路线图做出贡献。由 ESA 资助的一项新专用开发计划，以帮助降低开发与实施成本并进一步推进某些所需关键技术，将是朝此方向迈出的首要重要一步。最终，一个大型 MIR 系外行星成像任务将是帮助回答人类最根本问题之一“我们的地球有多独特？”所必需的。
引用
@article{arxiv.1908.01316,
title = {Atmospheric characterization of terrestrial exoplanets in the mid-infrared: biosignatures, habitability & diversity},
author = {Sascha P. Quanz and Olivier Absil and Daniel Angerhausen and Willy Benz and Xavier Bonfils and Jean-Philippe Berger and Matteo Brogi and Juan Cabrera and William C. Danchi and Denis Defrère and Ewine van Dishoeck and David Ehrenreich and Steve Ertel and Jonathan Fortney and Scott Gaudi and Julien Girard and Adrian Glauser and John Lee Grenfell and Michael Ireland and Markus Janson and Jens Kammerer and Daniel Kitzmann and Stefan Kraus and Oliver Krause and Lucas Labadie and Sylvestre Lacour and Tim Lichtenberg and Michael Line and Hendrik Linz and Jérôme Loicq and Bertrand Mennesson and Michael R. Meyer and Yamila Miguel and John Monnier and Mamadou N'Diaye and Enric Pallé and Didier Queloz and Heike Rauer and Ignasi Ribas and Sarah Rugheimer and Franck Selsis and Gene Serabyn and Ignas Snellen and Alessandro Sozzetti and Karl R. Stapelfeldt and Amaury Triaud and Stéphane Udry and Mark Wyatt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.01316},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in special issue of Experimental Astronomy together with other White Papers submitted to ESA in 2019 in the context of the "Voyage 2050" long-term planning of the Science Programme