可居住世界望远镜生态世界工作组：潜在可居住外行星表面生物标志物
摘要
Habitable Worlds Observatory (HWO) 是首个 NASA 天体物理旗舰任务，其关键科学目标是搜索岩石质可居住外行星上的生命迹象。Ecosystem Working Group 被委托调查 HWO 如何表征太阳邻星系中轨道恒星的行星、搜索生命迹象并在误报和漏报框架内解读潜在生物标志物。Surface Biosignatures Task 评估了在“地球时代”情景下检测这些生物标志物的测量要求和仪器需求。表面生物标志物是由包含光合作用和非光合作用色素的生物体对辐射的吸收和/或散射所产生的行星尺度光谱特征。这一第二类生物标志物可用于通过提供多线索证据来辅助评估其生物性，从而确认大气生物标志物。此外，表面生物色素是检测氧化光合作用从未演化的更原始的无氧光合作用的唯一方式。关键发现：在 Archean、Proterozoic 和 Modern 大气组成下（15% 覆盖率，50% 云层覆盖），对行星表面的生物色素检测需要在 500-1100 nm 范围内获得 20-40 的信噪比。然而，可能存在需要较低信噪比的某些情况；正在进行中期的研究。星环仪器要求：(1) 检测表面生物标志物将受益于在整个波长范围内拥有尽可能多的平行星环通道，通道之间无或最小间隙。(2) 检索研究表明，受限的波长范围（例如 0.4 - 0.7 微米），可能用于初始调查策略，无法从无机背景中分离生物色素特征。
引用
@article{arxiv.2601.08883,
title = {Habitable Worlds Observatory Living Worlds Working Group: Surface Biosignatures on Potentially Habitable Exoplanets},
author = {Niki Parenteau and Anna Grace Ulses and Connor Metz and Nancy Y. Kiang and Ligia F. Coelho and Edward Schwieterman and Jonathan Grone and Giulia Roccetti and Svetlana Berdyugina and Eleonora Alei and Lucas Patty and Emilie Lafleche and Taro Matsuo and Dawn Cardace and Schuyler Borges and Avi Mandel and Kenneth Gordon and Joshua Krissansen-Totton and Giada Arney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.08883},
year = {2026}
}
备注
This Surface Biosignatures Science Case Development Document (SCDD) was created during the Habitable Worlds Observatory Science, Technology, and Architecture Review Team (START) Community Working Group activities. 15 pages, 11 figures