大气交换在假阳性生物标志探测中的作用
地球与行星天体物理
2022-06-02 v1
摘要
土星卫星泰坦(Titan)从其大气顶层接收来自恩克拉多斯(Enceladus)冰火山释放的挥发性物质，包括原子氧。类似地，从一个天体到另一个天体的大气交换（例如源自 TRAPPIST-1 d 的 O2 与 O3）可能被引入 TRAPPIST-1 e 的高层大气，并可能被解读为生物标志。我们利用耦合的一维光化学-气候模型(Atmos)，向大气顶层施加外部的水与氧流入来模拟 TRAPPIST-1 e 上这一生命假阳性情形，以预测大气组成。此外，我们使用行星光谱生成器(Planetary Spectrum Generator)为詹姆斯·韦伯空间望远镜、起源空间望远镜、宜居系外行星天文台以及大型紫外/光学/红外巡天望远镜生成合成光谱观测，以测试在 CH4 的非生物与生物表面通量存在下，非生物生成的 O2 与 O3 的可探测性。我们确定，触发这些观测台探测到非生物 O2/O3 所需的物质流入通量，比物理上合理的通量高出两个数量级以上（1E12 分子/cm2/s）。
引用
@article{arxiv.2206.00028,
title = {The Role of Atmospheric Exchange in False-Positive Biosignature Detection},
author = {Ryan C. Felton and Sandra T. Bastelberger and Kathleen E. Mandt and Adrienn Luspay-Kuti and Thomas J. Fauchez and Shawn D. Domagal-Goldman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.00028},
year = {2022}
}
备注
23 pages, 5 figures. An edited version of this paper was published by AGU. Copyright (2022) American Geophysical Union