地上の超大型望遠鏡を用いた近くの星の周りの岩石惑星上の地球のようなバイオシグネチャの検出

地球を数十光年離れてみると酸素分子やオゾンが見つかる。これからＴＥＳＳが検出する岩石惑星を地上から観測する時は分光分析が必要。以下。機械翻訳。
地上の超大型望遠鏡を用いた近くの星の周りの岩石惑星上の地球のようなバイオシグネチャの検出
（2019年3月22日に提出された）
TESSやCHEOPSのようなミッションを持つ近くの星の住みやすいゾーンで岩石の惑星を発見し始めると、私たちはそのような私たちが鍵となる科学的な質問に答えることを可能にするゾーンロッキー惑星？岩のような惑星では、地球のようなバイオシグネチャはどのくらい一般的なのでしょうか。今後10年間で、我々はいくつかの地球のアナログ候補を発見したと予想します、しかし我々はそれらすべての大気を詳細に研究するための道具を持っていないでしょう。地上ベースのELTは、これらの候補の地球外のスペクトルの中でバイオシグネチャを識別し、惑星の大気がさまざまな時代の地球と比較する方法を理解することができます。トランジット分光法、高分解能分光法、そして、ELT上での反射光直接イメージングは​​、光から近赤外の波長でM個の星の周りの住みやすいゾーン、岩石の惑星のための複数のバイオシグネチャを識別することができます。熱赤外直接イメージングは​​居住地、AFGK星周辺の岩石惑星を検出し、オゾンを同定し、HabEx / LUVOIRのようなNASAの任務で反射光追跡観察を動機付けることができます。したがって、私たちはAstro2020 Decadal Survey Committeeが以下のことを支持することを勧めます。（1）重要な科学的ケースとして、近くの星の周りの岩石の惑星上の地球のようなバイオシグネチャの検索。（2）今後10年間の地上ベースの超大型テレコープ（ELT）の建設。これは、近くの星の周りの地球のアナログの大気を明らかにし始めるのに必要な大きな開口と空間分解能を提供します。（3）バイオシグネチャの検出を最適化する機器の開発。（4）潜在的なバイオシグネチャガスの正確なラインリストの生成。これらはそれらの分子を検出するためのモデルテンプレートとして必要です。
図1：居住可能および居住不可能な地球化学の予測される大気組成シナリオ 検出された場合、シアン色で囲まれた分子は、生成するメカニズムを明らかにするのに役立ちます。
非生物的にはO2。 禁じられた印が付いている底で強調表示されている分子は、
これらのシナリオでの惑星の雰囲気。 Meadows et al。の図2から適応した図。 2018年 詳細については彼らの論文を見てください。


図2：左 - 晩期の雲のない地球の0.5〜1.6 µmモデル反射スペクトル
始生代（3.2 - 2.3 Gya）、原生代（2.3 - 0.8 Gya）および現代（今日）。 右 - 6〜20 µm同じ頃の雲のない地球のモデル放射スペクトル。 O 2とO 3の吸収帯
化石の記録が地球の表面での広範囲にわたる光合成酸素化の開始を明らかにするとき、始生代の後に顕著になる。 CH4とCO2の特徴は同じ頃に弱まります。
Meadows（2006）からの数字。


図3：左 - 上から下に、光学的（透過分光法）、近赤外（M分光の透過分光法および反射光イメージング）の地球バイオシグネチャのモデルスペクトル、
そして熱IR（AFGK星の熱放射の直接イメージング）。 Schwietermanらからの図。 （２０１８）。 右 - の分解能でのO 2、H 2 O、およびCH 4の吸収帯の例
R〜100,000、個々の分子線を分解することができます。