Molecole prebiofirme possono essere rilevate nelle atmosfere temperate degli esopianeti con JWST

La ricerca di biofirme sugli esopianeti collega i campi della biologia e della biochimica all’osservazione astronomica, con la speranza di poter rilevare prove di processi biologici attivi su mondi al di fuori del sistema solare.

Qui ci concentriamo su un aspetto complementare della caratterizzazione degli esopianeti che collega l’astronomia alla chimica prebiotica: la ricerca di molecole associate all’origine della vita, le prebiofirme. Le indagini sulla prebiofirma nelle atmosfere planetarie offrono il potenziale sia per limitare l’ubiquità della vita nella galassia sia per fornire importanti test delle attuali sintesi prebiotiche al di fuori dell’ambiente di laboratorio.

Qui, quantifichiamo l'abbondanza minima di molecole di prebiofirma identificate che sarebbero necessarie per il rilevamento mediante spettroscopia di trasmissione utilizzando JWST.

Consideriamo le prebiofirme su cinque classi di pianeti terrestri: un pianeta oceanico, un pianeta vulcanico, un pianeta post-impatto, una super-Terra e un analogo primordiale della Terra. Utilizzando una nuova pipeline di test di modellazione e rilevamento, con rumore JWST simulato, troviamo le soglie di rilevamento di acido cianidrico (HCN), idrogeno solforato (H2S), cianoacetilene (HC3N), ammoniaca (NH3), metano (CH4), acetilene (C2H2 ), anidride solforosa (SO2), ossido nitrico (NO), formaldeide (CH2O) e monossido di carbonio (CO) in una varietà di atmosfere a basso peso molecolare medio (<5).

Testiamo la dipendenza di queste soglie di rilevamento dalla stella bersaglio nana M e dal numero di transiti osservati, scoprendo che è necessario un numero modesto di transiti (1-10) per rilevare prebiofirme in numerosi pianeti candidati, incluso TRAPPIST-1e con una media elevata atmosfera a peso molecolare. Riteniamo che lo strumento NIRSpec G395M/H sia il più adatto per rilevare la maggior parte delle prebiofirme.

Alastair Claringbold, Paul Rimmer, Sarah Rugheimer, Oliver Shorttle

Commenti: 28 pagine, 12 figure, accettate per la pubblicazione in AJSubjects: Earth and Planetary Astrophysics (astro-ph.EP) Citare come: arXiv:2306.02897 [astro-ph.EP] (o arXiv:2306.02897v1 [astro-ph.EP) ] per questa versione)Cronologia degli inviiDa: Alastair Claringbold[v1] lunedì 5 giugno 2023 14:05:07 UTC (5.257 KB)https://arxiv.org/abs/2306.02897Astrobiologia, Astrochimica

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