FGKM恒星周围类地行星地质演化过程中的光谱

对未来类地系外行星大气的观测将针对处于不同地质演化阶段的行星进行。我们预期会观测到多种多样的大气以及具有不同演化路径的行星，其中一些行星类似于不同时期的地球。针对一条类地大气时间轨迹，我们基于地质数据模拟了从前生物到当前大气的行星。我们使用F0V到M8V的恒星网格（$T_\mathrm{eff}$ = 7000$\mskip3mu$K 到 2400$\mskip3mu$K）来模拟地球历史的四个地质纪元，分别对应前生物世界(3.9$\mskip3mu$Ga)、2.0$\mskip3mu$Ga与0.8$\mskip3mu$Ga的氧气上升以及现代地球。我们展示了VIS-IR光谱特征，重点关注该太阳类宿主恒星网格中贯穿地质时间的生物标志以及云对其光谱的影响。我们发现生物标志气体的可观测性随云量增加而降低，随行星年龄增大而提高。较低浓度下可见O$_2$特征的可观测性将部分取决于云，云虽略微减弱该特征，却增加了整体反照率从而增加了行星的可探测通量。IR臭氧特征的深度在较低氧浓度下对不透明度贡献显著，尤其是对于F恒星周围高近UV恒星环境。我们的结果是代表地球地质历史的大气的一组模型光谱，用于为未来观测与仪器设计提供参考，并已在线公开。