二氧化氮污染作为地外技术的特征标志
地球与行星天体物理
2021-03-03 v1 天体物理仪器与方法
科普物理
摘要
当今地球上的二氧化氮(NO)有生物源与人为源。在COVID-19大流行期间，全球NO排放的观测显示城市地区显著下降。借鉴NO作为工业副产品的这一实例，我们利用一维光化学模型和合成光谱生成器评估了NO作为系外行星大气技术特征(technosignature)的可探测性。我们考虑了类太阳恒星、K型矮星和M型矮星周围的类地行星情形。我们发现，由于能光解NO的短波长光子较少，围绕较冷恒星的行星上NO浓度升高。在无云结果中，在10pc处围绕类太阳恒星的类地行星上，当前地球水平的NO可在约400小时内以SNR~5被探测到，使用15米LUVOIR类望远镜在0.2–0.7微米范围内观测，此处NO有强吸收。然而，云和气溶胶会降低可探测性并可能模拟NO特征。历史上全球NO水平曾高3倍，表明有能力探测到40年前地球水平的文明。对M型矮星周围宜居行星上NO红外光谱特征的凌星和直接成像观测将需数百小时观测时间，既因该区域NO吸收较弱，也因红外波段中主导的HO和CO带掩盖了特征。在这些水平下的未探测可用于对NO作为技术特征的普遍程度设定上限。
引用
@article{arxiv.2102.05027,
title = {Nitrogen Dioxide Pollution as a Signature of Extraterrestrial Technology},
author = {Ravi Kopparapu and Giada Arney and Jacob Haqq-Misra and Jacob Lustig-Yaeger and Geronimo Villanueva},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.05027},
year = {2021}
}
备注
Accepted to Astrophysical Journal (in press). 1-D photochemical code from 'Atmos' is available at: https://github.com/VirtualPlanetaryLaboratory/atmos