绕 M 型矮星运行行星的表面紫外环境：对前生命化学的启示及后续实验需求

绕 M 型矮星运行的潜在宜居行星是天体生物学关注的焦点，因为由于多种观测效应的汇聚，它们是未来 10 年以上唯一可进行生物特征搜索的岩石世界。同时，最近的实验和理论工作表明，紫外光可能在地球生命的起源中发挥了关键作用，尤其是 RNA 的起源。表征 M 型矮星行星上的紫外环境对于理解我们所知的生命是否能在这样的世界上出现至关重要。在这项工作中，我们将辐射转移模型与观测到的 M 型矮星光谱相结合，以确定绕 M 型矮星运行的前生命地球类似行星上的紫外环境。我们计算了剂量率，以量化不同宿主恒星对前生命重要光过程的影响。我们发现，M 型矮星行星所能获得的生物活性紫外通量比年轻地球少 100 到 1000 倍。目前尚不清楚对紫外敏感的前生命化学（这可能是生命起源的重要因素，例如目前已知的唯一具有前生命合理性的嘧啶核糖核苷酸合成途径）是否能在 M 型矮星行星上发挥作用。这种不确定性影响了诸如最近发现的绕比邻星、TRAPPIST-1 和 LHS 1140 运行的宜居带行星等天体。需要对这些假定的前生命途径对辐照水平的敏感性进行实验室研究，以解决这一不确定性。如果稳态的 M 型矮星紫外输出不足以驱动这些途径，那么由耀斑引起的瞬态增强紫外辐照可能 suffice；实验室研究也可以限制这种可能性。