|
Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) позволит искать и характеризовать атмосферы земных экзопланет в обитаемой зоне с помощью трансмиссионной спектроскопии. Однако относительно мало работы было сделано для использования данных Солнечной системы, где известна наземная истина, для проверки кодов спектроскопического поиска, предназначенных для исследований экзопланет, особенно в пределе высокого разрешения и высокого отношения сигнал/шум (S/N). В этой работе мы выполняем такую проверку, анализируя эмпирический спектр передачи данных с высоким отношением сигнал/шум Земли, используя новую модель восстановления атмосферы земной экзопланеты с наследием дистанционного зондирования Солнечной системы и поиска газообразных экзопланет. Мы подгоняем спектр пропускания Земли в диапазоне 2–14 мкм в низком разрешении (R=250 при 5 мкм) и высоком разрешении (R=100 000 при 5 мкм) при различных предположениях об одномерной вертикальной структуре атмосферы.
|
|
В пределе бесшумных спектров пропускания мы обнаруживаем превосходное согласие между моделью и данными (отклонения < 10%), что позволяет надежно обнаруживать H2O, CO2, O3, CH4, N2, N2O, NO2, HNO3, CFC-11 и CFC. -12, тем самым обеспечивая убедительную поддержку для обнаружения обитаемых, биосигнатур и техносигнатур газов в атмосфере планеты с использованием экзопланетного аналогового спектра передачи. Наши данные с высоким спектральным разрешением показывают заметную чувствительность к тепловой структуре атмосферы, содержанию газовых примесей, эффектам, зависящим от плотности, таким как поглощение и преломление, вызванное столкновениями, и даже намекают на трехмерные пространственные эффекты. Однако мы использовали синтетические наблюдения TRAPPIST-1e, чтобы убедиться, что использование простых одномерных вертикально однородных атмосферных моделей, вероятно, будет достаточным для JWST-наблюдений экзопланет земной группы, проходящих транзитом M-карликов.
|
