LHS 1140 b 上生物标志物的可探测性
地球与行星天体物理
2021-03-10 v1 化学物理
摘要
围绕低质量恒星的陆生系外行星是利用当前及近未来望远镜搜寻大气生物标志物的首要目标。宜居带超级地球 LHS 1140 b 可能拥有氢主导的大气，是探测大气特征的极佳候选体。在本研究中，我们探究了入射恒星辐射和行星参数如何影响 LHS 1140 b 的大气气候、化学和光谱外观。我们研究了利用即将到来的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）和极大望远镜（ELT）对选定分子特别是潜在生物标志物的可探测性。第一步，我们使用耦合气候-化学模型 1D-TERRA 模拟了一系列以 H 和 CO 为主导的假定大气化学成分。此外，我们将 CH 的浓度变化了几个数量级。第二步，我们计算了模拟大气的透射光谱，并将其与近期凌星观测进行比较。最后，我们确定了利用 JWST 低分辨率光谱和 ELT 交叉相关技术探测光谱带所需的观测时间。在氢主导且富 CH 的大气中，O 具有强化学汇，导致 O 和 O 浓度较低。潜在生物标志物 NH、PH、CHCl 和 NO 对大气中 H、CO 和 CH 的浓度较不敏感。在模拟的氢主导大气中，若假设霾的消光较弱，利用 ELT 或 JWST 在 20 至 100 观测小时内探测这些气体可能是可行的。如果对未来 LHS 1140 b 的观测表明其具有稀薄、清澈的氢主导大气，那么该行星将成为利用即将到来的望远镜在宜居带岩质系外行星大气中探测生物标志物气体的最佳已知目标之一。
引用
@article{arxiv.2012.11426,
title = {Detectability of biosignatures on LHS 1140 b},
author = {Fabian Wunderlich and Markus Scheucher and John Lee Grenfell and Franz Schreier and Clara Sousa-Silva and Mareike Godolt and Heike Rauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.11426},
year = {2021}
}
备注
18 pages, 11 figures