¿Se pueden utilizar isótopos como gases de firma biológica en atmósferas exoplanetarias?

Intensidades de los principales isótopos de los gases, que probablemente estén fraccionados metabólicamente. La intensidad se muestra a lo largo del eje y y la longitud de onda en micras a lo largo del eje x. El rango de longitud de onda que se muestra incluye las características más fuertes de cada isótopo relevante para JWST. Los isótopos radiactivos 13CO2 y 12CO2 (verde) son los absorbentes más fuertes y los que están más separados espectralmente, lo que los convierte en el mejor par de isótopos para la detección espectroscópica utilizando el Telescopio Espacial James Webb. — Doctorado en Astronomía EP

Se espera que las proporciones de isótopos sean uno de los signos de vida más prometedores que puedan observarse de forma remota. En la Tierra, los isótopos de carbono se han utilizado durante décadas como prueba de procesos metabólicos modernos y tempranos.

De hecho, los isótopos de carbono pueden ser la evidencia más antigua de vida en la Tierra, aunque existen procesos geológicos alternativos que podrían conducir a la misma magnitud de fragmentación. Sin embargo, el uso de isótopos como gases de firma biológica en atmósferas exoplanetarias presenta varios desafíos. Lo más importante es que tendremos un conocimiento limitado del principal reservorio de carbono abiótico del exoplaneta. Por tanto, las proporciones de isótopos de carbono en la atmósfera deben compararse con el medio interestelar local, o mejor aún, con su estrella anfitriona.

Otra complicación importante es la precisión limitada de las mediciones atmosféricas remotas mediante espectroscopia. Varios procesos metabólicos que causan el fraccionamiento isotópico provocan un fraccionamiento con una precisión de medición menor a la esperada (el fraccionamiento biológico suele ser del 2 al 7%). Si bien este nivel de precisión se puede lograr fácilmente en el laboratorio o utilizando instrumentos especiales in situ, está fuera del alcance de la tecnología telescópica actual medir las proporciones de isótopos de las atmósferas exoplanetarias.

Por lo tanto, los isótopos de gas son biofirmas deficientes para los exoplanetas, dadas las limitaciones tecnológicas actuales y esperadas.

Los planetas terrestres y el frío Neptuno (T < 389 K) (Rp < 4 R⊕) se muestran a lo largo del eje x en temperatura y en el eje y en orden alfabético. El tamaño del signo en relación con el tamaño del planeta. La etiqueta está codificada por colores como ln(TSM). Hay muy pocos planetas pequeños y fríos con un TSM elevado. Los mejores candidatos para la Tierra templada según TSM son TRAPPIST-1 c, d, e, f y g. Microfiltros secundarios TSM superiores (1,5 R⊕

Anna Glidden, Sarah Seeger, Janusz J. Petkowski, Shohei Ono

Comentarios: 16 páginas, 4 números. Publicado en Life el 11 de diciembre de 2023. La versión final autenticada está disponible en línea en: https URL
Temas: La Tierra y la astrofísica planetaria (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2401.15153 [astro-ph.EP] (O arXiv:2401.15153v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
Referencia del diario: Al-Hayat 2023, 13(12), 2325
Identificación digital relevante:
https://doi.org/10.3390/life13122325
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Día de entrega
Quién: Anna Glidden
[v1] Viernes 26 de enero de 2024, 19:00:13 UTC (235 KB)
https://arxiv.org/abs/2401.15153
Astrobiología, Astroquímica,

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