使用JWST可以检测到温暖系外行星大气中的前生物标志分子
摘要：在寻找系外行星上的生物标志物方面，连接了生物学和生物化学领域与天文观测领域，希望能够探测到太阳系外星球上活跃的生物过程的证据。在这里，我们专注于系外行星特征化与前生命化学之间的互补方面：寻找与生命起源相关的分子，即前生物标记。行星大气中的前生物标记研究提供了限制银河系中生命普遍性和对实验室外当前前生物合成的重要检测的潜力。在这里，我们通过使用JWST进行透射光谱测量来计量已识别的前生物标记分子所需的最低丰度。我们考虑了五类地球类行星上的前生物标记：海洋行星，火山行星，撞击后行星，超地球和早期地球类似体。使用新颖的建模和检测测试流程以及模拟的JWST噪声，我们确定了氢氰化物（HCN），硫化氢（H2S），氰乙炔（HC3N），氨（NH3），甲烷（CH4），乙炔（C2H2），二氧化硫（SO2），一氧化氮（NO），甲醛（CH2O）和一氧化碳（CO）在多种低平均分子量（<5）大气中的探测阈值。我们测试了这些探测阈值对M型矮星和观测过程的依赖性，发现对于多个候选行星，包括TRAPPIST-1e的高平均分子量大气，需要探测的轨道通行次数适度（1-10）。我们发现NIRSpec G395M/H仪器最适合探测大多数前生物标记。
作者：Alastair Claringbold, Paul Rimmer, Sarah Rugheimer, Oliver Shorttle
论文ID：2306.02897
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-07-12