Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe in Exoplanetenatmosphären I. Thermochemische Gleichgewichtsmodelle

Kontext: Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, weitgehend bekannt als PAKs, sind im Universum weit verbreitet und wurden in einer Vielzahl astronomischer Beobachtungen vom interstellaren Medium bis zu protoplanetaren Scheiben identifiziert. Sie stehen wahrscheinlich im Zusammenhang mit der chemischen Geschichte des Universums und der Entstehung des Lebens auf der Erde. Allerdings ist ihre Häufigkeit auf Exoplaneten weiterhin unbekannt.

Ziele: Unser Ziel ist es, die Machbarkeit der PAH-Bildung in der thermischen Atmosphäre bestrahlter und nicht bestrahlter heißer Jupiter um sonnenähnliche Sterne zu untersuchen.

Methoden: Zu diesem Zweck haben wir PAHs in den 1-D selbstkonsistenten Vorwärtsmodellierungscode petitCODE eingeführt. Wir haben eine große Anzahl von Planetenatmosphären mit unterschiedlichen Parametern (z. B. Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis, Metallizität und effektive Planetentemperatur) simuliert, um die PAH-Bildung zu untersuchen. Durch die Kopplung der thermochemischen Gleichgewichtslösung von petitCODE mit dem 1-D-Strahlungsübertragungscode petitRADTRANS haben wir die synthetischen Transmissions- und Emissionsspektren für bestrahlte bzw. nicht bestrahlte Planeten berechnet und die Rolle von PAKs auf Planetenspektren untersucht.

Ergebnisse: Unsere Modelle zeigen starke Korrelationen zwischen der PAK-Häufigkeit und den oben genannten Parametern. In thermochemischen Gleichgewichtsszenarien begünstigen eine optimale Temperatur, ein erhöhtes Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis und erhöhte Metallizitätswerte die Bildung von PAKs, wobei das Kohlenstoff-Sauerstoff-Verhältnis den größten Einfluss hat.

Dwaipayan Dubey, Fabian Grubel, Rosa Arenales-Lope, Karan Molaverdikhani, Barbara Ercolano, Christian Rab, Oliver Trapp

Kommentare: 10 Seiten, 10 AbbildungenThemen: Erd- und Planetenastrophysik (astro-ph.EP)Zitieren als: arXiv:2308.05946 [astro-ph.EP] (oder arXiv:2308.05946v1 [astro-ph.EP] für diese Version)Einreichung GeschichteVon: Dwaipayan Dubey[v1] Fr, 11. August 2023 05:42:26 UTC (4.915 KB)https://arxiv.org/abs/2308.05946Astrobiologie, Astrochemie

SpaceRef-Mitbegründer, Explorers Club Fellow, Ex-NASA, Auswärtsteams, Journalist, Weltraum- und Astrobiologie, ehemaliger Bergsteiger.