Gli isotopi possono essere utilizzati come gas biofirma nelle atmosfere esoplanetarie?

Gli isotopi possono essere utilizzati come gas biofirma nelle atmosfere esoplanetarie?

Intensità dei principali isotopi del gas, che sono probabilmente metabolicamente frazionati. L'intensità è mostrata lungo l'asse y e la lunghezza d'onda in micron lungo l'asse x. L'intervallo di lunghezze d'onda mostrato include le caratteristiche più forti di ciascun isotopo rilevante per JWST. Gli isotopi radioattivi 13CO2 e 12CO2 (verde) sono gli assorbitori più forti e maggiormente separati spettralmente, rendendoli la migliore coppia di isotopi per il rilevamento spettroscopico utilizzando il telescopio spaziale James Webb. — Ph.EP astronomico

Si prevede che i rapporti isotopici siano uno dei segni di vita più promettenti che possano essere osservati a distanza. Sulla Terra, gli isotopi del carbonio sono stati utilizzati per decenni come prova dei processi metabolici moderni e precoci.

In effetti, gli isotopi del carbonio potrebbero rappresentare la prova più antica della vita sulla Terra, sebbene esistano processi geologici alternativi che potrebbero portare alla stessa entità di frammentazione. Tuttavia, l’utilizzo degli isotopi come gas biofirma nelle atmosfere esoplanetarie presenta diverse sfide. Ancora più importante, avremo solo una conoscenza limitata del serbatoio primario di carbonio abiotico dell’esopianeta. Pertanto, i rapporti isotopici del carbonio nell’atmosfera devono essere confrontati con il mezzo interstellare locale, o meglio ancora, con la sua stella ospite.

Un'altra grave complicazione è la limitata accuratezza delle misurazioni atmosferiche remote mediante spettroscopia. Vari processi metabolici che causano il frazionamento isotopico provocano un frazionamento con una precisione di misurazione inferiore a quella prevista (il frazionamento biologico è generalmente compreso tra il 2 e il 7%). Sebbene questo livello di precisione possa essere facilmente raggiunto in laboratorio o utilizzando strumenti speciali in situ, misurare i rapporti isotopici delle atmosfere esoplanetarie va oltre la portata dell’attuale tecnologia dei telescopi.

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Gli isotopi del gas sono quindi scarse firme biologiche per gli esopianeti, date le limitazioni tecnologiche attuali e previste.

I pianeti terrestri e i Nettuno freddi (T < 389 K) (Rp < 4 R⊕) sono mostrati lungo l'asse x in temperatura e lungo l'asse y in ordine alfabetico. La dimensione del segno rispetto alla dimensione del pianeta. Il tag è codificato a colori in ln(TSM). Esistono pochissimi pianeti piccoli e freddi con un TSM elevato. I migliori candidati per la Terra temperata secondo TSM sono TRAPPIST-1 c, d, e, f e g. Top filtri micro-sub TSM (1,5 R⊕

Anna Glidden, Sarah Seeger, Janusz J. Petkowski, Shohei Ono

Commenti: 16 pagine, 4 numeri. Pubblicato su Life l'11 dicembre 2023. La versione finale autenticata è disponibile online all'indirizzo: https URL
Argomenti: Astrofisica terrestre e planetaria (astro-ph.EP)
Citare come: arXiv:2401.15153 [astro-ph.EP] (Oppure arXiv:2401.15153v1 [astro-ph.EP] per questa versione)
Riferimento alla rivista: Al-Hayat 2023, 13(12), 2325
ID digitale rilevante:
https://doi.org/10.3390/life13122325
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Data di presentazione
Chi: Anna Glidden
[v1] Venerdì 26 gennaio 2024, 19:00:13 UTC (235 KB)
https://arxiv.org/abs/2401.15153
Astrobiologia, Astrochimica,

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