Espectroscopia de transmissão do sistema Terra-Sol para informar a busca por vida extra-solar

Uma representação esquemática de um único trânsito da Terra através do Sol, conforme observado por um satélite além de L2. Destacamos várias características que seriam vistas nessas observações, incluindo (a) reflexo no oceano, fora do trânsito; (b) comprimento de onda e variabilidade temporal da luz refletida e refratada; (c) entrada / saída conforme diferentes longitudes e nuvens giram à vista; (d) variabilidade do comprimento de onda na profundidade do trânsito devido à absorção e espalhamento pelos constituintes atmosféricos; e (e) variabilidade estelar devido a manchas e faculas ocultas e não ocultas que podem impactar o espectro de transmissão medido. Para todos os subpainéis, exceto (b), os eixos são fluxo vs. tempo e as cores representam diferentes comprimentos de onda; para (b) os eixos são fluxo vs. comprimento de onda e as cores representam diferentes contribuições.

As próximas missões astrofísicas da NASA, como o Telescópio Espacial James Webb, procurarão por sinais de vida em planetas que transitam por estrelas próximas. Isso exigirá a adição conjunta de dezenas de espectros de transmissão para construir sinal para ruído suficiente, ao mesmo tempo em que leva em conta os efeitos sistemáticos desafiadores, como a variabilidade de superfície / clima, refração atmosférica e atividade estelar.

Para determinar a magnitude e os impactos da variabilidade estelar e planetária nos espectros de transmissão medidos, devemos avaliar a viabilidade de empilhar vários espectros de transmissão de exo-Terras em torno de suas estrelas hospedeiras. Usando nosso próprio sistema solar, podemos determinar se as metodologias atuais são suficientes para detectar sinais de vida na atmosfera da Terra e medir a abundância de indicadores de habitabilidade, como H2O e CO2, e pares de bioassinatura, como O2 e CH4. Avaliamos o impacto nos espectros de transmissão da Terra em trânsito através do Sol a partir da variabilidade solar e planetária e identificamos as incógnitas restantes para a compreensão dos espectros de transmissão de exoplanetas.

Concluímos que um satélite observando os trânsitos da Terra através do Sol de além de L2 é necessário para resolver essas preocupações de longa data sobre a confiabilidade da co-adição de espectros de planetas em comprimentos de onda UV, ópticos e infravermelhos de vários trânsitos em face de astrofísicos relativamente grandes sistemática.


Publicado em 01/08/2021 17h58

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