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Potential Biosignatures in Super-Earth Atmospheres I. Spectral appearance of super-Earths around M dwarfs

Rauer, H und Gebauer, S und von Paris, Philip und Cabrera, J und Godolt, M und Grenfell, J L und Belu, A und Selsis, F. und Hedelt, P und Schreier, Franz (2011) Potential Biosignatures in Super-Earth Atmospheres I. Spectral appearance of super-Earths around M dwarfs. Astronomy and Astrophysics, 529 (A8), Seiten 1-14. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/201014368. ISSN 0004-6361.

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Offizielle URL: http://www.aanda.org/index.php?option=com_toc&url=/articles/aa/abs/2011/05/contents/contents.html

Kurzfassung

Atmospheric temperature and mixing ratio profiles of terrestrial planets vary with the spectral energy flux distribution for different types of M-dwarf stars and the planetary gravity. We investigate the resulting effects on the spectral appearance of molecular absorption bands, which are relevant as indicators for potential planetary habitability during primary and secondary eclipse for transiting terrestrial planets with Earth-like biomass emissions. Atmospheric profiles are computed using a plane-parallel, 1D climate model coupled with a chemistry model. We then calculate simulated spectra using a line-by-line radiative transfer model. We find that emission spectra during secondary eclipse show increasing absorption of methane, water, and ozone for planets orbiting quiet M0–M3 dwarfs and the active M-type star AD Leo compared with solar-type central stars. However, for planets orbiting very cool and quiet M dwarfs (M4 to M7), increasing temperatures in the mid-atmosphere lead to reduced absorption signals, which impedes the detection of molecules in these scenarios. Transmission spectra during primary eclipse show strong absorption features of CH4, N2O and H2O for planets orbiting quiet M0–M7 stars and AD Leo. The N2O absorption of an Earth-sized planet orbiting a quiet M7 star can even be as strong as the CO2 signal. However, ozone absorption decreases for planets orbiting these cool central stars owing to chemical effects in the atmosphere. To investigate the effect on the spectroscopic detection of absorption bands with potential future satellite missions, we compute signal-to-noise-ratios (SNR) for a James Webb Space Telescope (JWST)-like aperture telescope.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/70051/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Potential Biosignatures in Super-Earth Atmospheres I. Spectral appearance of super-Earths around M dwarfs
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rauer, Hheike.rauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gebauer, STU BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
von Paris, Philipphilip.vonparis (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cabrera, Jjuan.cabrera (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Godolt, MTU BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grenfell, J LTU BerlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Belu, AUniversity of Bordeaux, Bordeaux, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Selsis, F.University of Bordeaux, Bordeaux, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hedelt, PUniversity of Bordeaux, Bordeaux, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schreier, Franzfranz.schreier (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Mai 2011
Erschienen in:Astronomy and Astrophysics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:529
DOI:10.1051/0004-6361/201014368
Seitenbereich:Seiten 1-14
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTaanda.orgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:EDP Sciences
Name der Reihe:Planets and Planetary Systems
ISSN:0004-6361
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Biosignatures, Super-Earth, Atmospheres, Spectra
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 Methodik der Fernerkundung > Atmosphärenprozessoren
Institut für Planetenforschung > Extrasolare Planeten und Atmosphären
Hinterlegt von: Stock, Joachim Wolfgang
Hinterlegt am:15 Jun 2011 12:47
Letzte Änderung:01 Dez 2018 19:47

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