ウェッブ望遠鏡は太陽系外惑星に生命を発見していない可能性が高い(Webb telescope probably didn’t find life on an exoplanet — yet)

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2024-05-02 カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)

 

◆NASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が遠方の惑星で生命の兆候を発見したとの報告がありましたが、新たな研究はその発見に疑問を投げかける一方、望遠鏡が生命由来のガスの存在を確認する方法も示しています。
◆K2-18bは、地球と同程度の太陽放射を受け、温度も地球に近いため、生命の存在が可能と考えられています。2023年には、この惑星の大気中にバイオシグネチャーガスが存在する可能性が報告されました。
◆カリフォルニア大学リバーサイド校の研究者は、コンピュータモデルを使って、ジェームズ・ウェッブ望遠鏡のデータがDMS(ジメチルスルフィド)の存在を示しているのかを調査しました。その結果、メタンとDMSの信号が重なっているため、現在の望遠鏡ではDMSの存在を確実に確認するのは難しいと結論づけました。しかし、DMSが検出可能なレベルに蓄積される可能性はあります。

 

<関連情報>

温帯海王星下水惑星のバイオシグネチャーとしての生物起源硫黄ガス Biogenic Sulfur Gases as Biosignatures on Temperate Sub-Neptune Waterworlds

Shang-Min Tsai, Hamish Innes, Nicholas F. Wogan, and Edward W. Schwieterman
The Astrophysical Journal Letters  Published: 2024 May 2
DOI:10.3847/2041-8213/ad3801

Figure 1.

Abstract

Theoretical predictions and observational data indicate a class of sub-Neptune exoplanets may have water-rich interiors covered by hydrogen-dominated atmospheres. Provided suitable climate conditions, such planets could host surface liquid oceans. Motivated by recent JWST observations of K2-18 b, we self-consistently model the photochemistry and potential detectability of biogenic sulfur gases in the atmospheres of temperate sub-Neptune waterworlds for the first time. On Earth today, organic sulfur compounds produced by marine biota are rapidly destroyed by photochemical processes before they can accumulate to significant levels. Domagal-Goldman et al. suggest that detectable biogenic sulfur signatures could emerge in Archean-like atmospheres with higher biological production or low UV flux. In this study, we explore biogenic sulfur across a wide range of biological fluxes and stellar UV environments. Critically, the main photochemical sinks are absent on the nightside of tidally locked planets. To address this, we further perform experiments with a 3D general circulation model and a 2D photochemical model (VULCAN 2D) to simulate the global distribution of biogenic gases to investigate their terminator concentrations as seen via transmission spectroscopy. Our models indicate that biogenic sulfur gases can rise to potentially detectable levels on hydrogen-rich water worlds, but only for enhanced global biosulfur flux (≳20 times modern Earth’s flux). We find that it is challenging to identify DMS at 3.4 μm where it strongly overlaps with CH4, whereas it is more plausible to detect DMS and companion byproducts, ethylene (C2H4) and ethane (C2H6), in the mid-infrared between 9 and 13 μm.

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1701物理及び化学
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