Inferir biofirmas de falta de homogeneidad química para exoplanetas proterozoicos similares a la Tierra

Inferring Chemical Disequilibrium Biosignatures for Proterozoic Earth-Like Exoplanets

Inferir biofirmas de falta de homogeneidad química para exoplanetas proterozoicos similares a la Tierra

Distribuciones posteriores de energía libre de Gibbs disponibles para varios modelos de la Tierra Proterozoica inferidas a partir de observaciones simuladas de luz reflejada. A, distribución posterior del umbral logarítmico de energía libre de Gibbs disponible para el caso de alta frecuencia, derivada de 20 (rayadas), 30 (sin llenar) y 50 (rayadas) observaciones de luz simuladas SNR. Las líneas verticales negra (discontinua), naranja (punteada), roja (punto discontinuo) y azul (sólida) en los tres paneles representan los valores de entrada y los valores informados anteriormente para la energía libre de Gibbs para la Tierra moderna ( atmósfera únicamente), Marte y la Tierra moderna (ME) (caso atmósfera-océano), respectivamente. b, para un caso similar pero de densidad intermedia. C, lo mismo pero para el caso menos denso. – astro-ph.EP

Los desequilibrios químicos cuantitativos a través de la energía libre disponible ya se han propuesto como una posible firma biológica. Sin embargo, el trabajo de detección remota de firmas biológicas de exoplanetas aún no ha investigado cómo la incertidumbre observacional afecta la capacidad de estimar la energía libre disponible para producir vida.

Combinamos una herramienta de recuperación atmosférica con un modelo termodinámico para evaluar la capacidad de detectar señales de desequilibrio químico de exoplanetas similares a la Tierra, enfatizando el Eón Proterozoico donde prevalecieron los pares de desequilibrio oxígeno-metano. La mayoría serán relativamente altos. Los estudios de modelos de recuperación aplicados a una variedad de abundancias de gas revelaron que las limitaciones de magnitud de la energía de no equilibrio se obtienen simulando observaciones de luz reflejada con escenarios de alta abundancia y altas relaciones señal-ruido (50), mientras que se encuentran restricciones débiles. SNR moderadas (20\,–\,30) para casos de abundancia media \,–\,baja.

Además, las limitaciones de energía de no equilibrio se mejoran mediante información térmica de rutina codificada en opacidades de vapor de agua en longitudes de onda ópticas e infrarrojas cercanas. Estos resultados resaltan que la detección remota de biofirmas de desequilibrios químicos puede ser un método eficiente e independiente del metabolismo para la detección de biofirmas.

Amber V. Young, Tyler D. Robinson, Joshua Christensen-Tutton, Edward W. Schwyterman, Nicholas F. Wogan, Michael J. V., Linda A. Suhl, Giada N. Arney, Christopher T. Reinhardt, Michael R. Line, David C Kitling, James D. Windsor.

Comentario: Astronomía de la Naturaleza. Información adicional Consulte esta URL https Consulte esta URL https para obtener datos de origen
Materia: Astrofísica de la Tierra y los Planetas (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2311.06083 (astro-ph.EP) (o arXiv:2311.06083v1 (astro-ph.EP) para esta versión)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2311.06083
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Fecha de presentación
Por: Ámbar joven
(v1) Viernes 10 de noviembre de 2023 2:30:06 p. m. UTC (331 KB)
https://arxiv.org/abs/2311.06083
Astrobiología

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