通过为未来天基天文台模拟的透射光谱探测 TRAPPIST-1e 上的分子特征
地球与行星天体物理
2020-08-05 v3
摘要
位于宿主恒星宜居带（HZ）内的类地、地球大小系外行星的发现正以递增的速率持续发生。凌星光谱学有可能探测此类世界的分子特征，从而指示大气的存在及其化学组成，包括可能暗示生物圈的 gases。邻近 M 矮星（如 TRAPPIST-1）周围的此类行星提供相对良好的信号、高信噪比以及频繁的凌星以供后续光谱观测。然而，即便具备这些优势，对邻近 M 星宜居带内类地行星的凌星光谱学仍具挑战。在此，我们考察未来空间天文台开展此类观测的潜力，使用全球气候模型（GCM）、光化学模型与辐射传输套件模拟 TRAPPIST-1e 上现代地球般的大气边界条件。针对 JWST、LUVOIR、HabEx 与 Origins，对该类大气通过透射光谱学生物标志的探测能力进行建模。我们表明，当模拟中包含云时，对于这些天文台中的任何一个，仅有 CO2 能在透射光谱中以 3 倍西格玛水平被探测到。这是因为云对标高的影响强烈限制了大气中分子的探测能力。空间与地面光谱学之间的协同可能对克服这些困难至关重要。
引用
@article{arxiv.2001.01338,
title = {Detectability of Molecular Signatures on TRAPPIST-1e through Transmission Spectroscopy Simulated for Future Space-Based Observatories},
author = {Daria Pidhorodetska and Thomas Fauchez and Geronimo Villanueva and Shawn Domagal-Goldman and Ravi Kumar Kopparapu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.01338},
year = {2020}
}
备注
Accepted to ApJL July 2020