Moléculas de pré-bioassinatura podem ser detectadas em atmosferas temperadas de exoplanetas com JWST

A busca por bioassinaturas em exoplanetas conecta os campos da biologia e bioquímica à observação astronômica, com a esperança de que possamos detectar evidências de processos biológicos ativos em mundos fora do sistema solar.

Aqui nos concentramos em um aspecto complementar da caracterização de exoplanetas conectando a astronomia à química pré-biótica: a busca por moléculas associadas à origem da vida, prebioassinaturas. Pesquisas de pré-bioassinatura em atmosferas planetárias oferecem o potencial de restringir a ubiquidade da vida na galáxia e fornecer testes importantes de sínteses prebióticas atuais fora do ambiente de laboratório.

Aqui, quantificamos a abundância mínima de moléculas de prebioassinatura identificadas que seriam necessárias para detecção por espectroscopia de transmissão usando JWST.

Consideramos pré-bioassinaturas em cinco classes de planetas terrestres: um planeta oceânico, um planeta vulcânico, um planeta pós-impacto, uma super-Terra e um análogo da Terra primitiva. Usando um novo pipeline de teste de modelagem e detecção, com ruído JWST simulado, encontramos os limites de detecção de cianeto de hidrogênio (HCN), sulfeto de hidrogênio (H2S), cianoacetileno (HC3N), amônia (NH3), metano (CH4), acetileno (C2H2 ), dióxido de enxofre (SO2), óxido nítrico (NO), formaldeído (CH2O) e monóxido de carbono (CO) em uma variedade de atmosferas de baixo peso molecular médio (<5).

Testamos a dependência desses limites de detecção na estrela-alvo anã M e no número de trânsitos observados, descobrindo que um número modesto de trânsitos (1-10) é necessário para detectar pré-bioassinaturas em vários planetas candidatos, incluindo TRAPPIST-1e com uma média alta atmosfera de peso molecular. Achamos que o instrumento NIRSpec G395M/H é o mais adequado para detectar a maioria das prebioassinaturas.

Alastair Claringbold, Paul Rimmer, Sarah Rugheimer, Oliver Shorttle

Comentários: 28 páginas, 12 figuras, aceitos para publicação na AJSubjects: Earth and Planetary Astrophysics (astro-ph.EP)Citar como: arXiv:2306.02897 [astro-ph.EP] (ou arXiv:2306.02897v1 [astro-ph.EP ] para esta versão) Histórico de envio De: Alastair Claringbold [v1] Seg, 5 de junho de 2023 14:05:07 UTC (5.257 KB) https://arxiv.org/abs/2306.02897 Astrobiologia, Astroquímica

Co-fundador da SpaceRef, membro do Explorers Club, ex-NASA, Away Teams, jornalista, espaço e astrobiologia, escalador inativo.