November 29, 2022

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Atmosphärische Wiederherstellungen für LIFE und andere zukünftige Weltraummissionen: die Bedeutung der Abschwächung systematischer Auswirkungen

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Wiederhergestellte PT-Profile im Vergleich zu Eingabeprofilen (schwarze Linie) für die verschiedenen Läufe. Die roten quadratischen Markierungen repräsentieren den Druck-Temperatur-Punkt an der Oberflächenschicht. Schattierte Bereiche stellen Konfidenzhüllen dar (dunklerer Farbton entspricht einem höheren Konfidenz).

astro-ph.EP

Atmosphärische Erholungsstudien sind der Schlüssel zur Bestimmung der wissenschaftlichen Anforderungen für Missionen der nächsten Generation, wie das Large Exoplanet Interferometer (LIFE).

Die Verwendung heterogener Absorptionsquerschnitte könnte die Quelle systematischer Effekte in den Proben sein, die eine korrekte Charakterisierung der Atmosphäre beeinträchtigen könnten. In diesem Beitrag quantifizierten wir die Auswirkungen von Unterschieden in der Herkunft der Linienliste, der Verbreiterungskoeffizienten und der Linienflügel-Cutoffs bei der Erholung eines Erde-Zwilling-Exoplaneten, der einen sonnenähnlichen Stern 10 pc vom Beobachter entfernt umkreist, wie es mit LIFE beobachtet werden würde.

Wir haben vier verschiedene Wiederherstellungen mit demselben Eingangsspektrum durchgeführt und die Opazitätstabellen variiert, die das Bayes’sche Wiederherstellungs-Framework verwenden durfte. Wir fanden heraus, dass die durch die Opazitätstabellen eingeführte Systematik die korrekte Schätzung des atmosphärischen Drucks auf Oberflächenebene sowie einen genauen Abruf der Häufigkeit bestimmter Arten in der Atmosphäre (wie CO2 und N2O) beeinflussen könnte. Wir argumentieren, dass Unterschiede im Linienflügelschnitt die Hauptfehlerquelle sein könnten.

Wir betonen die Notwendigkeit weiterer Labor- und Modellierungsanstrengungen sowie Vergleiche zwischen Modellen wichtiger Strahlungstransportmodelle und Bayes’scher Erholungsrahmen. Dies ist besonders relevant im Zusammenhang mit LIFE-Missionen und zukünftigen Generationen, um Probleme und kritische Punkte zu identifizieren, an denen die Gemeinschaft zusammenarbeiten kann, um die Analyse zukünftiger Beobachtungen vorzubereiten.

Eleonora Alei (1), Björn S. Konrad (1), Paul Mollière (2), Sascha P. Quanz (1), Daniel Angerhausen (1), Mohanakrishna Ranganathan (1), die LIFE-Kollaboration (3) ((1) ETH Zürich, Institut für Teilchenphysik & Astrophysik, Zürich, Schweiz, (2) Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Deutschland)

Siehe auch  Erfahrungen eines Naturwissenschaftslehrers bei Calvert Mitteldeutschland | Lokalnachrichten

Kommentar: 24 Seiten, 12 Abbildungen. Proceedings SPIE Band 12180, Weltraumteleskope und Instrumentierung 2022: optische, infrarote und Millimeterwellen; 121803L (2022)
Fächer: Terrestrische und planetare Astrophysik (astro-ph.EP); Instrumentierung und Methoden für die Astrophysik (astro-ph.IM)
Zitieren als: arXiv:2209.15403 [astro-ph.EP] (oder arXiv:2209.15403v1 [astro-ph.EP] für diese Version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2209.15403
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Zeitschriftenreferenz: Proc. SPIE 12180, Space Telescopes and Instrumentation 2022: Optical, Infrared and Millimeter Waves, 121803L (27. August 2022)
Zugehöriger DOI:
https://doi.org/10.1117/12.2631692
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Einreichungsverlauf
Von: Eleonora Alei
[v1] Freitag, 30. September 2022, 12:02:29 UTC (4.153 KB)
https://arxiv.org/abs/2209.15403
Astrobiologie

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