面向未来太空观测器的Proxima Centauri b NIR表面生物标志可探测性模拟

正在设计天文台任务，这些任务将在不久的将来实现对居住行星的直接成像，并且需要对生物标志特征在行星反射光谱中的可探测性进行量化。我们模拟了对近星系B的可探测性，以模拟观测。我们构建了一个生物标志光谱特征，其反射光谱基于一种具有强吸收于1微米的无氧化光合细菌物种，该物种可能适合作为居住于M型恒星系行星上的生命。我们依据3D通用循环模型（GCM）的气候状态，对该生物标志物在行星表面的分布进行建模，这些状态是类Archean和Proterozoic样的类地球类比。我们包括了GCM运行中预测性模拟的水云，并向Archean样大气中添加了有机雾。我们使用LUVOIR-A和B望远镜概念模拟了这些Proxima Centauri b情景，LUVOIR-B作为计划中的宜居世界望远镜（HWO）的代理。我们计算检测生物标志所需的积分时间，并发现只要大气在所考虑的波长范围内具有透明性，只要生物标志物覆盖超过1-4%的全球表面积，就可在Proxima Centauri b上检测到该生物标志。小量的甲烷、云和雾对可探测性影响不大。我们发现此类生物标志在距离15光年内的行星上具有可探测性，但需要进一步的研究来证实这一点。