K 型矮星对直接成像系外行星生物标志物的优势
地球与行星天体物理
2020-01-29 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
氧气和甲烷被视为现代地球的典型生物标志物，而在行星大气中同时探测到这些气体尤其是一个强生物标志物。然而，这些气体在行星大气中可能难以同时探测，因为光化学氧自由基会破坏甲烷。先前工作表明，在含氧大气中甲烷的光化学寿命在 M 型矮星周围更长，但 M 型矮星行星的宜居性可能受极端恒星活动与演化所阻碍。此处，我们使用一维光化学-气候模型表明，与 G 型矮星相比，K 型矮星在存在氧气的情况下也提供更长的甲烷光化学寿命。例如，我们显示一个绕 K6V 恒星运行的行星可比绕等效 G2V 恒星运行的行星在其大气中多支持约一个量级的甲烷。在绕 K 型矮星运行的世界的反射光光谱中，强氧气和甲烷特征可在可见光与近红外波长处观测到。由于 K 型矮星比 G 型矮星更暗，它们提供更好的行星-恒星对比度，增强了给定观测中可能的信噪比（SNR）。例如，用 15 米望远镜对 7 pc 处行星进行 50 小时观测，对绕太阳型 G2V 恒星的行星在 1 um 附近 SNR = 9.2，而对绕 K6V 恒星的同一行星 SNR = 20。特别是，邻近的中- late K 型矮星如 61 Cyg A/B、Epsilon Indi、Groombridge 1618 和 HD 156026 可能是未来生物标志物搜寻的优良目标。
引用
@article{arxiv.2001.10458,
title = {The K Dwarf Advantage for Biosignatures on Directly Imaged Exoplanets},
author = {Giada N. Arney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.10458},
year = {2020}
}
备注
Published in Astrophysical Journal Letters in March 2019