Widma odbicia składu atmosfery współczesnej Ziemi, ale o różnej zawartości O3 i O2. Charakteryzujemy się dużą obfitością O3 (3×10−6), 50% obfitością PAL O2 (2,1×10−2) i współczesną Ziemią (odpowiednio 7×10−7 O3, 2,1×10−1 O2). . Wszystkie widma są ignorowane przy R = 140. — Astronomiczne ph.EP
Przedstawiamy wyniki wskazujące, że cząsteczki O2 i O3 można wykryć w atmosferze planety podobnej do Ziemi za pomocą światła odbitego w zakresie fal widzialnych.
Mierząc wykrywalność jako funkcję stosunku sygnału do szumu (SNR), możemy ograniczyć najlepsze metody wykrywania tych biosygnatur za pomocą teleskopów nowej generacji zaprojektowanych do koronografii o wysokim kontraście. Korzystając z 25 pasm pasmowych od 0,515 do 1 μm i wstępnie wygenerowanej siatki geometrycznych widm albedo, zbadaliśmy czułość widmową potrzebną do wykrycia tych gatunków dla zakresu liczebności cząsteczek.
Najpierw odtworzyliśmy atmosferę bliźniaka współczesnej Ziemi, aby zbadać wykrywalność obecnych poziomów O2 i O3, a następnie rozszerzyliśmy zakres liczebności każdej cząsteczki na podstawie literatury. Ograniczamy optymalny zakres do 20%, 30% i 40% w oparciu o efektywny stosunek sygnału do szumu (SNR) danych i definiujemy wymagania dotyczące możliwości jednoczesnego wykrywania molekularnego.
Przedstawiamy nasze ustalenia dotyczące wykrywalności O2 i O3 jako funkcji stosunku sygnału do szumu (SNR), długości fali i liczebności oraz omawiamy, w jaki sposób można wykorzystać te wyniki do ulepszenia przyszłych projektów urządzeń. Odkryliśmy, że O2 jest wykrywalny w zakresie od 0,64 do 0,83 μm przy umiarkowanych danych SNR dla liczebności bliskich współczesnej Ziemi i większych, ale niewykrywalny dla niższych liczebności zgodnych z Ziemią proterozoiczną. O3 można wykryć jedynie przy bardzo wysokich danych SNR w przypadku współczesnej obfitości na Ziemi, jednakże można go wykryć przy niskich danych SNR w porównaniu z wyższą zawartością O3, która może wystąpić w wyniku mechanizmów innych niż O3 Efektywna witalność.
Natasha Lattouf, Avi Mandell, Geronimo Villanueva, Michael Hymes, Michael Moore, Nicholas Socmel, Jaime Croce, Sean Domagal Goldman, Giada Arney, Vincent Kaufman, Amber Young.
Uwagi: 16 stron, 10 numerów, zaakceptowane do publikacji w czasopiśmie Astronomical Journal
Tematyka: Astrofizyka Ziemi i planet (astro-ph.EP); Instrumenty i metody astrofizyczne (astro-ph.IM)
Cytuj jako: arXiv:2311.16015 [astro-ph.EP] (Lub arXiv:2311.16015v1 [astro-ph.EP] dla tej wersji)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2311.16015
Skoncentruj się, aby dowiedzieć się więcej
Termin składania
Napisała: Natasha Lattouf
[v1] Poniedziałek, 27 listopada 2023, 17:20:42 UTC (9806 KB)
https://arxiv.org/abs/2311.16015
Astrobiologia, Astrochemia,
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
/cloudfront-us-east-1.images.arcpublishing.com/tgam/A2SSANEIAVPTPHLX3KPY7IEIGA.jpg)
