多环芳烃（PAHs）作为地外大气技术标志物

多环芳烃在宇宙和星际介质中普遍存在，但在地球上主要归因于人为来源，如化石燃料燃烧和薪柴燃烧。基于PAHs作为合适的技术标志物候选者的想法，我们利用宜居世界天文台（Habitable Worlds Observatory, HWO）的8米口径镜面，研究了在类地系外行星（在10秒差距距离上环绕G型恒星运行）大气中那些具有可用吸收截面的PAHs的可探测性。具体而言，我们重点关注Naphthalene、Anthracene、Phenanthrene和Pyrene。我们的模拟表明，在当前类地条件下，在0.2-0.515 $\mathrm{\mu m}$之间探测PAH特征是不可行的。为了解释工业革命后PAH产生量的历史性下降，我们探索了不同的PAH浓度，以评估探测类似于现代地球文明所需的仪器能力。我们还评估了不同的望远镜架构（6米、8米和10米口径镜面），以将我们的结果置于未来HWO任务的背景下。对于这四种分子，即使浓度比当前水平高出十倍，PAH探测仍然不可行。尽管更大的镜面提供了一些优势，但它们无法以显著的信噪比分辨这些分子的光谱特征。PAHs的紫外吸收特征由 $\mathrm{\pi}$-轨道 $\rightarrow$ $\mathrm{\pi^*}$-轨道电子跃迁引起，由于其独特且可探测的特性，并受PAHs芳香稳定性的保持，可作为有价值的标志物。需要额外的实验室测量来获取更丰富的PAHs在紫外波段之外的吸收截面数据。这可能有助于进一步提高这些分子的可探测性。