大气甲烷作为系外行星生物标志物的依据与情境
地球与行星天体物理
2022-04-12 v1
摘要
甲烷已被提议作为系外行星生物标志物。詹姆斯·韦伯空间望远镜即将进行的观测可能实现对潜在宜居系外行星上甲烷的探测，因此评估在何种行星情境下甲烷是令人信服的生物标志物至关重要。甲烷在类地行星大气中的光化学寿命短，意味着 abundant 甲烷需要巨大的补充通量。虽然甲烷可由多种非生物机制产生，如脱气、蛇纹石化反应和撞击，但我们认为，与地球式生物圈不同，已知非生物过程难以生成富含 CH 和 CO 且 CO 有限的 atmosphere，这是由于 CH 与 CO 之间的强氧化还原不平衡。因此，对于具有以下特征的行星，甲烷更可能是生物源：1）类地体积密度、高平均分子量且缺氧的大气，以及年老的宿主恒星；2）甲烷丰度暗示表面通量超过非生物过程所能提供的；3）大气 CO 较多而 CO 相对较少。
引用
@article{arxiv.2204.04257,
title = {The Case and Context for Atmospheric Methane as an Exoplanet Biosignature},
author = {Maggie A. Thompson and Joshua Krissansen-Totton and Nicholas Wogan and Myriam Telus and Jonathan J. Fortney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.04257},
year = {2022}
}
备注
10 pages, 5 figures, 15 pages Supplementary Information, 3 Supplementary Figures