Idrocarburi policiclici aromatici nelle atmosfere degli esopianeti I. Modelli di equilibrio termochimico

Contesto: gli idrocarburi policiclici aromatici, ampiamente conosciuti come IPA, sono diffusi nell'universo e sono stati identificati in una vasta gamma di osservazioni astronomiche dal mezzo interstellare ai dischi protoplanetari. È probabile che siano associati alla storia chimica dell'universo e all'emergere della vita sulla Terra. Tuttavia, la loro abbondanza sugli esopianeti rimane sconosciuta.

Obiettivi: Miriamo a studiare la fattibilità della formazione di IPA nelle atmosfere termalizzate di Giove caldi irradiati e non irradiati attorno a stelle simili al Sole.

Metodi: A questo scopo, abbiamo introdotto gli IPA nel codice di modellazione diretta 1-D autoconsistente petitCODE. Abbiamo simulato un gran numero di atmosfere planetarie con parametri diversi (ad esempio rapporto carbonio/ossigeno, metallicità e temperatura effettiva planetaria) per studiare la formazione degli IPA. Accoppiando la soluzione di equilibrio termochimico di petitCODE con il codice di trasferimento radiativo 1-D, petitRADTRANS, abbiamo calcolato gli spettri sintetici di trasmissione ed emissione per i pianeti irradiati e non irradiati, rispettivamente, ed esplorato il ruolo degli IPA sugli spettri dei pianeti.

Risultati: i nostri modelli mostrano forti correlazioni tra l’abbondanza di IPA e i parametri sopra menzionati. Negli scenari di equilibrio termochimico, una temperatura ottimale, un elevato rapporto carbonio/ossigeno e maggiori valori di metallicità favoriscono la formazione di IPA, con il rapporto carbonio/ossigeno che ha l’effetto maggiore.

Dwaipayan Dubey, Fabian Grubel, Rosa Arenales-Lope, Karan Molaverdikhani, Barbara Ercolano, Christian Rab, Oliver Trapp

Commenti: 10 pagine, 10 figureArgomenti: Astrofisica terrestre e planetaria (astro-ph.EP)Citare come: arXiv:2308.05946 [astro-ph.EP] (o arXiv:2308.05946v1 [astro-ph.EP] per questa versione)Invio storiaDa: Dwaipayan Dubey[v1] venerdì 11 agosto 2023 05:42:26 UTC (4.915 KB)https://arxiv.org/abs/2308.05946Astrobiologia, Astrochimica

Co-fondatore di SpaceRef, Explorers Club Fellow, ex NASA, squadre di trasferta, giornalista, spazio e astrobiologia, scalatore decaduto.