elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

A New Model Suite to Determine the Influence of Cosmic Rays on (Exo)planetary Atmospheric Biosignatures

Herbst, K und Grenfell, JL und Sinnhuber, M und Rauer, H und Heber, B und Banjac, S und Scheucher, M und Schmidt, V und Gebauer, S und Lehmann, R und Schreier, Franz (2019) A New Model Suite to Determine the Influence of Cosmic Rays on (Exo)planetary Atmospheric Biosignatures. Astronomy & Astrophysics, 631 (A101), Seiten 1-17. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/201935888. ISSN 0004-6361.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2019/11/aa35888-19.pdf

Kurzfassung

Context. The first opportunity to detect indications for life outside of the Solar System may be provided already within the next decade with upcoming missions such as the James Webb Space Telescope (JWST), the European Extremely Large Telescope (E-ELT) and the Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey (ARIEL) mission, searching for atmospheric biosignatures on planets in the habitable zone of cool K- and M-stars. Nevertheless, their harsh stellar radiation and particle environment could lead to photochemical loss of atmospheric biosignatures. Aims. We aim to study the influence of cosmic rays on exoplanetary atmospheric biosignatures and the radiation environment considering feedbacks between energetic particle precipitation, climate, atmospheric ionization, neutral and ion chemistry, and secondary particle generation. Methods. We describe newly combined state-of-the-art modeling tools to study the impact of the radiation and particle environment, in particular of cosmic rays, on atmospheric particle interaction, atmospheric chemistry, and the climate-chemistry coupling in a selfconsistent model suite. To this end, models like the Atmospheric Radiation Interaction Simulator (AtRIS), the Exoplanetary Terrestrial Ion Chemistry model (ExoTIC), and the updated coupled climate-chemistry model are combined. Results. In addition to comparing our results to Earth-bound measurements, we investigate the ozone production and -loss cycles as well as the atmospheric radiation dose profiles during quiescent solar periods and during the strong solar energetic particle event of February 23, 1956. Further, the scenario-dependent terrestrial transit spectra, as seen by the NIR-Spec infrared spectrometer onboard the JWST, are modeled. Amongst others, we find that the comparatively weak solar event drastically increases the spectral signal of HNO3, while significantly suppressing the spectral feature of ozone. Because of the slow recovery after such events, the latter indicates that ozone might not be a good biomarker for planets orbiting stars with high flaring rates.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/127821/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A New Model Suite to Determine the Influence of Cosmic Rays on (Exo)planetary Atmospheric Biosignatures
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Herbst, KInstitut für Experimentelle und Angewandte Physik, Christian-Albrechts-Universität, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grenfell, JLlee.grenfell (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sinnhuber, MKarlsruhe Institute of Technology (KIT), Karlsruhe, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rauer, Hheiker.rauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heber, BChristian-Albrechts- Uni. zu KielNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Banjac, SChristian-Albrechts- Uni. zu KielNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scheucher, MZentrum für Astronomie und Astrophysik (ZAA), Technische Universität Berlin (TUB), Hardenbergstr. 36, 10623 Berlin, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, VKarlsruhe Institute of Technology (KIT), Karlsruhe, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gebauer, SStefanie.Gebauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lehmann, RAlfred-Wegener Institut Helmholtz-Zentrum fuer Polar- und Meeresforschung, Telegrafenberg, 14473 Potsdam, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schreier, FranzFranz.Schreier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7196-6599NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Erschienen in:Astronomy & Astrophysics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:631
DOI:10.1051/0004-6361/201935888
Seitenbereich:Seiten 1-17
Verlag:EDP Sciences
ISSN:0004-6361
Status:veröffentlicht
Stichwörter:cosmic rays, terrestrial planets, planets and satellites, atmospheres, biosignatures, astrobiology
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Planetary Evolution and Life (alt)
Standort: Berlin-Adlershof , Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Atmosphärenprozessoren
Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Hinterlegt von: Grenfell, John Lee
Hinterlegt am:06 Dez 2019 11:40
Letzte Änderung:06 Dez 2019 11:40

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.