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Changes in atmospheric chemistry on earthlike exoplanets across the habitable zone of main sequence stars

Grenfell, John Lee und Stracke, Barbara und Patzer, B. und Titz, Ruth und Segura, Antigona und Rauer, Heike (2006) Changes in atmospheric chemistry on earthlike exoplanets across the habitable zone of main sequence stars. In: Geophysical Research Abstracts, 8, 05849. EGU. EGU General Assembly 2006, 2006-04-02 - 2006-04-07, Wien (Austria). ISSN 1607-7962.

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Kurzfassung

We have used a coupled radiative-convective photochemical column model to calculate changes in atmospheric biomarkers on a planet having Earth's composition which we situated at the inner, mid, and outer Habitable Zone (HZ) for a solar, F2V and K2V star. The HZ was defined conservatively to be suitable for humans i.e. 0°C &lt; T<sub>surface</sub> &gt; 30°C which led to the model calculating a narrow HZ width of (0.96-1.09) Astronomical Units (AU) for the solar-type star, (1.57-1.81) AU for the F2V star and (0.51-0.58) AU for the K2V star. Despite the narrowness of the HZ the biomarkers H2O, CH4 and CH3Cl varied by large amounts i.e. by factors 8, 11 and 10 respectively in the column on moving outwards across the solar HZ, for example. Whereas H2O decreased moving outwards across the HZ due to enhanced condensation in the troposphere, CH4 and CH3Cl increased associated with a slowing in H2O+O1D --&lt; 2OH, hence less OH, an important sink for these two compounds. Ozone changes were smaller, around a 5-10% increase across the HZ. A source-sink analysis suggested the important process was a slowing in the O3+hv sink. We also considered changes in species which impact ozone – the so-called family species (and their reservoirs) which can catalytically destroy ozone. HCl, for example is a chlorine reservoir (storage) molecule, which increased by a factor 26 in the mid-stratosphere (32km) on moving outwards over the solar HZ. For the F2V and K2V stars, similar sources and sinks dominated the chemical biomarker budget as for the solar case and columns trends were comparable across the HZ. Ratios of biomarkers are easier to detect than are absolute concentrations. Our results imply that ratios such as (O3/H2O) and (CH4/H2O) can vary by large amounts and still be consistent with habitability, even for a conservatively-defined HZ.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/43524/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Changes in atmospheric chemistry on earthlike exoplanets across the habitable zone of main sequence stars
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Grenfell, John LeeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stracke, BarbaraNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Patzer, B.Centre for Astronomy and Astrophysics, Technical University BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Titz, RuthNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Segura, AntigonaInfrared Processing and Analysis Center, CaliforniaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rauer, HeikeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2006
Erschienen in:Geophysical Research Abstracts
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:8
Seitenbereich:05849
Verlag:EGU
ISSN:1607-7962
Status:veröffentlicht
Stichwörter:HZ, Exoplanets
Veranstaltungstitel:EGU General Assembly 2006
Veranstaltungsort:Wien (Austria)
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:2 April 2006
Veranstaltungsende:7 April 2006
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Vorhaben Extrasolare Planeten (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Hinterlegt von: Hedelt, Pascal
Hinterlegt am:26 Jun 2006
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:05

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