比邻星b：在大气生物标志研究中纳入宇宙射线诱导化学的有力例证
地球与行星天体物理
2020-04-21 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
由于其1.27 M的地球般最小质量以及与太阳系距离近，比邻星b是宜居性研究中最有趣的系外行星之一。然而其主星比邻星是一颗强耀斑恒星，预计为潜在宜居行星提供非常恶劣的环境。我们在高恒星粒子轰击下，以地球类似大气为例对比邻星b进行宜居性研究，重点关注光谱透射特征。我们采用Herbst等人（2019）概述的广泛模型套件，计算恒星粒子的能谱、它们穿越行星磁层、电离层与大气的过程，最终给出行星气候与光谱特征。我们的结果表明，连同入射恒星能量通量，高粒子流入可通过限制CH含量（否则此类绕M型星的行星会进入反温室效应）高效地加热行星至温带气候。我们确定了未来光谱观测的一些关键光谱特征：首先，NO成为可见光中的主要吸收体，极大影响瑞利斜率。其次，HO特征可被CH（近红外）和CO（中远红外）掩盖，使其在透射中不可探测。第三，O被摧毁，取而代之的是HNO特征在中远红外清晰可见。最后，假设大气中百分之几的CO，CO在5.3 m的吸收变得显著（耀斑与非耀斑情形），与地球大气中耀斑相关的NO特征强烈重叠。
引用
@article{arxiv.2003.02036,
title = {Proxima Centauri b: A Strong Case for including Cosmic-Ray-induced Chemistry in Atmospheric Biosignature Studies},
author = {M. Scheucher and K. Herbst and V. Schmidt and J. L. Grenfell and F. Schreier and S. Banjac and B. Heber and H. Rauer and M. Sinnhuber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.02036},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 5 figures. Accepted for publication in ApJ