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

A procura de bioassinaturas em exoplanetas liga os campos da biologia e da bioquímica à observação astronómica, com a esperança de que possamos detectar evidências de processos biológicos activos em mundos fora do sistema solar.

Aqui nos concentramos em um aspecto complementar da caracterização de exoplanetas que conecta a astronomia à química prebiótica: a busca por moléculas associadas à origem da vida, as pré-bioassinaturas. Pesquisas de pré-bioassinaturas em atmosferas planetárias oferecem o potencial de restringir a onipresença da vida na galáxia e fornecer testes importantes das atuais sínteses prebióticas fora do ambiente laboratorial.

Aqui, quantificamos a abundância mínima de moléculas de pré-bioassinatura 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 primitivo da Terra. 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 anã alvo M e no número de trânsitos observados, descobrindo que um número modesto de trânsitos (1-10) é necessário para detectar pré-bioassinaturas em numerosos planetas candidatos, incluindo TRAPPIST-1e com uma média alta atmosfera de peso molecular. Descobrimos que o instrumento NIRSpec G395M/H é mais adequado para detectar a maioria das pré-bioassinaturas.

Alastair Claringbold, Paul Rimmer, Sarah Rugheimer, Oliver Shorttle

Comentários: 28 páginas, 12 figuras, aceitos para publicação em AJAssuntos: Astrofísica Terrestre e Planetária (astro-ph.EP)Citar como: arXiv:2306.02897 [astro-ph.EP] (ou arXiv:2306.02897v1 [astro-ph.EP ] para esta versão)Histórico de envioDe: Alastair Claringbold[v1] Seg, 5 de junho de 2023 14:05:07 UTC (5.257 KB)https://arxiv.org/abs/2306.02897Astrobiologia, Astroquímica

Cofundador da SpaceRef, Explorers Club Fellow, ex-NASA, Away Teams, Jornalista, Espaço e Astrobiologia, Alpinista caduco.