О возможности наблюдения окиси азота на экзопланетах земного типа с помощью обсерватории WSO-UV (Спектр-УФ)
- Авторы: Цуриков Г.Н.1, Бисикало Д.В.2,1
-
Учреждения:
- Институт астрономии РАН
- НЦФМ
- Выпуск: Том 100, № 2 (2023)
- Страницы: 144-165
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0004-6299/article/view/139062
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0004629923020081
- EDN: https://elibrary.ru/CKTDBW
- ID: 139062
Цитировать
Аннотация
Принято считать, что наличие \({{{\text{N}}}_{2}}{\kern 1pt} - {\kern 1pt} {{{\text{O}}}_{2}}\) доминантной атмосферы является признаком биологической и геологической активности на экзопланетах земного типа, которые находятся в зоне потенциальной обитаемости. Одним из индикаторов такой атмосферы является молекула окиси азота NO. Из спутниковых наблюдений атмосферы Земли известно, что наиболее яркой полосой окиси азота в ультрафиолетовом диапазоне является \({\text{\gamma }}\)-полоса (203–248 нм). Космические телескопы, такие как действующий HST и планируемый к запуску WSO-UV (Спектр-УФ), позволяют наблюдать в данном спектральном диапазоне. В работе приведены оценки светимости различных экзопланет в \({\text{\gamma }}\)-полосе NO. Установлено, что обнаружение эмиссии NO в γ-полосе в атмосферах типичных экзопланет земного типа возможно с помощью спектрографов обсерватории WSO-UV (Спектр-УФ) за разумное наблюдательное время (5 орбит Спектр-УФ или 120 ч наблюдений).
Об авторах
Г. Н. Цуриков
Институт астрономии РАН
Email: grishatsurikov9826@yandex.ru
Россия, Москва
Д. В. Бисикало
НЦФМ; Институт астрономии РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: grishatsurikov9826@yandex.ru
Россия, Саров; Россия, Москва
Список литературы
- H. Lammer, L. Sproß, J. L. Grenfell, M. Scher, et al., Astrobiology 19, 7 (2019).
- E. E. Stüeken, M. A. Kipp, M. C. Koehler, E. W. Schwieterman, et al., Astrobiology 16 (2016a).
- L. Sproß, M. Scherf, V. I. Shematovich, D. V. Bisikalo, and H. Lammer, Astronomy Reports 65, No. 4 (2021).
- A. A. Boyarchuk, B. M. Shustov, I. S. Savanov, M. E. Sach-kov, D. V. Bisikalo, et al., Astronomy Reports 60 (2016).
- B. M. Shustov, M. E. Sachkov, S. G. Sichevsky, R. N. Ar-khangelsky, et al., Sol. Syst. Res. 55, No. 7 (2021).
- V. I. Shematovich, D. V. Bisikalo, and J. C. Gérard, Geophysical Research Letters 18(9) (1991).
- J.-C. Gérard, V. I. Shematovich, and D. V. Bisikalo, Geophysical Research Letters 18(9) (1991).
- J.-C. Gérard,V. I. Shematovich, and D. V. Bisikalo, Geophysical Monograph Series. The Upper Mesosphere and Lower Thermosphere: A Review of Experiment and Theory 87 (1995).
- J.-C. Gérard, D. V. Bisikalo, V. I. Shematovich, and J. W. Duff, Journal of Geophysical Research 102(A1) (1997).
- C. A. Barth, Piana Space Sci. 40, No. 24 (1992).
- R. R. Meier, Space Science Reviews 58, 1–185 (1991).
- D. W. Rusch and C. A. Barth, Journal of Geophysical Research 80(25) (1975).
- C. A. Earth, D. W. Rusch, and A. I. Stewart, Radio Science 8(4), 379–385 (1973).
- C. A. Barth, K. D. Mankoff, S. M. Bailey, and S. C. Solomon, Journal of Geophysical Research 108, No. A1 (2003).
- A. W. Merkel, C. A. Barth, and S. M. Bailey, Journal of Geophysical Research 106(A12) (2001).
- D. E. Siskind, C. A. Barth, and R. G. Roble, Journal of Geophysical Research 94(A12) (1989a).
- D. E. Siskind, C. A. Barth, D. S. Evans, and R. G. Roble, Journal of Geophysical Research 94(A12) (1989b).
- C. A. Barth, Ann. Geophys. 22, 198 (1966).
- J. B. Pearce, J. Quant. Specrosc. Radiat. Transfer. 9 (1969).
- F. G. Eparvier and C. A. Barth, Journal of Geophysical Research 97(A9) (1992).
- T. E. Cravens, Planet Space Sci. 25 (1977).
- J. Luque and D. R. Crosley, LIFBASE: database and spectral simulation Program (Version 1.5) (SRI International Report MP 99-009, 1999).
- J. W. Chamberlain, Physics of the Aurora and Airglow (Academic Press, New York, ISBN: 9781483222530, 1961).
- D. D. Cleary, Journal of Geophysical Research 91(A10) (1986).
- A. J. D. Farmer, V. Hasson, and R. W. Nicholls, J. Quant. Specrosc. Radiat. Transfer. 9 (1972).
- G. V. Marr, Proceedings of the Physical Society 83(2) (1964).
- A. Berk, P. Conforti, R. Kennett, T. Perkins, et al., Proc. SPIE 9088, Algorithms and Technologies for Multispectral, Hyperspectral, and Ultraspectral Imagery XX, 90880H (2014).
- D. L. Albritton, A. L. Schmeltekopf, and R. N. Zare, Diatomic Intensity Factors (Harper and Row, New York, 1977).
- C. A. Barth, Journal of Geophysical Research 69 (1964).
- J. B. Tatum, Astrophysical Journal Supplement 14, 21 (1967).
- J. R. Reisel, C. D. Carter, and N. M. Laurendeau, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 47, No. 1, (1992).
- R. Engleman and Jr. P. E. Rouse, Journal of Molecular Spectroscopy 37 (1971).
- T. Holstein, Physical Review 72(4) (1947).
- K. G. Kislyakova, M. Holmström, H. Lammer, and N. V. Erkaev, Characterizing Stellar and Exoplanetary Environments (Astrophysics and Space Science Library, Springer International Publishing Switzerland, ch. 7, vol. 411, 2015).
- N. V. Erkaev, H. Lammer, P. Odert, and Y. N. Kulikov, et al., Astrobiology 11 (2013).
- K. G. Kislyakova, H. Lammer, M. Holmström, M. Pan-chenko, et al., Astrobiology 11 (2013).
- M. Zhang, H. A. Knutson, F. Dai, L. Wang, et al., Submitted to Astronomical Journal, arXiv:2207.13099 (July, 2022).
- J. C. Gérard and C. A. Barth, Journal of Geophysical Research 82, 4, (1977).
- D. Chivian, E. L. Brodie, E. J. Alm, D. E Culley, et al., Science 322 (2008).
- H. Zhan, An Update on the Chinese Space Station Telescope Project. National Astronomical Observatories, URL: http://ilariacaiazzo.com/wp-content/uploads/2021/09/HuZhanSlides.pdf (2021).
- H. Rauer, S. Gebauer, P. v. Paris, J. Cabrera, et al., A-stron. and Astrophys. 529, A8 (2011).
- L. Prichard, D. Welty, A. Jones, et al. STIS Instrument Handbook, Version 21.0 (Baltimore: STScI, 2022).
- B. L. James, et al., Cosmic Origins Spectrograph Instrument Handbook, Version 14.0 (Baltimore: STScI, 2022).
- L. Fossati, D. V. Bisikalo, H. Lammer, B. M. Shustov, M. E. Sachkov, et al., Astrophys. and Space Sci. 354(1) (2014).
- A. Shugarov, I. Savanov, M. Sachkov, P. Jerram, et al., Astrophys. and Space Sci. 354, No. 1 (2014).
- R. L. Akeson, X. Chen, D. Ciardi, M. Crane, et al., The NASA Exoplanet Archive: Data and Tools for Exoplanet Research, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 125(930), (2013).
- R. Luger and R. Barnes, Astrobiology 15(2) (2015).
- C. P. Johnstone, H. Lammer, K. G. Kislyakova, M. Scherf, and M. Güdel, Earth and Planetary Science Letters 576 (2021).
- C. P. Johnstone, M. L. Khodachenko, T. Lüftinger, K. G. Kislyakova, H. Lammer, and M. Güdel, Astron. and Astrophys. 624, L10 (2019).
- V. S. Airapetian, A. Glocer, G. V. Khazanov, R. O. P. Loyd, K. France, et al., Astrophys. J. Lett. 836, L3 (2017).
- A. Segura, K. Krelove, J. F. Kasting, D. Sommerlatt, et al., Astrobiology 3, No. 4 (2003).
- A. Segura, J. F. Kasting, V. Meadows, M. Cohen, et al., Astrobiology 5, No. 6 (2005).
- L. Kaltenegger and W. A. Traub, Astrophys. J. 698 (2009).
- F. Wunderlich, M. Godolt, J. L. Grenfell, S. Städt, et al., Astron. and Astrophys. 624, A49 (2019).
- И. С. Саванов, Астрофизический Бюллетень 76, No. 2 (2021).
- K. France, R. O. P. Loyd, A. Youngblood, Al. Brown, et al., Astrophys. J. 820, 89 (2016).
- A. Youngblood, K. France, R. O. P. Loyd, J. L. Linsky, et al., Astrophys. J. 824, 101 (2016).
- R. O. P. Loyd, K. France, A. Youngblood, C. Schneider, et al., Astrophys. J. 824, 102 (2016).
- V. S. Meadows, G. N. Arney, E. W. Schwieterman, J. Lustig-Yaeger, et al., Astrobiology 18, No. 2 (2018).
- J. L. Linsky, K. France, and T. R. Ayres, Astrophys. J. 766, 69 (2013).
- K. France, C. S. Froning, J. L. Linsky, A. Roberge, et al., Astrophys. J. 763, 149 (2013).
- J. Sanz-Forcada, G. Micela, I. Ribas, et al., Astron. and Astrophys. 532, A6 (2011).
- J. Robrade and J. Schmitt, Astron. and Astrophys. 435, 1073 (2005).
- M. Gudel, M. Audard, F. Reale, S. L. Skinner, and J. L. Linsky, Astron. and Astrophys. 416, 713 (2004).
- L. M. Walkowicz and S. L. Hawley, Astron. J. 137, 3297 (2009).
- M. L. Hill, K. Bott, P. A. Dalba, T. Fetherolf, et al., a-ccepted for publication in Astron. J., arXiv:2210.02484 (October, 2022).
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)