温帯亜における空中生物圏の可能性サブネプチューンサイズの太陽系外惑星の大気

惑星に生命活動が存在するかどうかをガスから判断する時ターゲットを岩石惑星に限定せずにスーパーアースより大きなサブネプチューンまで広げようという事らしい。雲の中に有機物質が単細胞生物が発生するまで長期間いい塩梅の環境が保持されるんでしょうか？以下、機械翻訳。
温帯における空中生物圏の可能性サブネプチューンサイズの太陽系外惑星の大気
要約：太陽系外惑星の大気の生命存在指標の検出による生命の兆候の探索
ガスは勢いを増しています。それでも、ほんの一握りの岩だらけの太陽系外惑星の大気がに適しています
計画されている次世代望遠鏡による観測。見通しを広げるために、
ネプチューンサイズ以下の温帯系外惑星の大気中の空中の液体水雲ベースの生物圏の可能性、それらはそれらのホスト星から地球のような照射を受けています。そのようなものの1つ
惑星は知られており（K2-18b）、他の候補者がフォローアップされています。サブネプチューンは一般的であり、
サイズが大きく、密度が低いため、岩石の太陽系外惑星よりも観測的に研究するのが簡単です。
と拡張された雰囲気や封筒。それでも、サブネプチューンは私たちが知っているように固体表面を欠いているので、
それらの大気が空中生物圏をサポートできるかどうかを検討することは価値があります。レビュー、
合成し、既存の研究に基づいて構築します。受動的な微生物のような生命粒子は、上空にとどまる必要があります
以前に代謝、繁殖、拡散するのに十分な時間、液体の水雲がある地域で
どんな種類の生命も生き残るには暑すぎるかもしれない低高度への下方輸送。動的
生命粒子の滞留時間の定量的な詳細を具体化するための研究が必要です。サブネプチューン
隕石のために不安定な小惑星帯を持つ惑星系の一部である必要があるでしょう
生命は金属を効率的に再利用およびリサイクルする必要もありますが、栄養素を提供するための材料。ザ・
生命の起源は、最も深刻な制限の課題かもしれません。不確実性に関係なく、私たちは維持することができます
サブの一般的な観察研究の一部としてのバイオシグネチャーガスの検索に対するオープンマインド
ネプチューンの太陽系外惑星。
キーワード：太陽系外惑星　　太陽系外惑星の大気　　バイオシグネチャーガス

図1.サブネプチューン系外惑星がマークされた太陽系外惑星の既知の母集団
青いバンド。 左（右）のパネルは、地球半径（質量）対軌道での惑星半径（質量）を示しています
日単位の期間。 青い網掛けの領域は、一般的に採用されているサブネプチューンの定義範囲を示しています。
約1.6〜4の地球半径（2〜10の地球質量）。 確認された太陽系外惑星のみがプロットされているため、
示されているデータは、選択と検出のバイアスを反映しています。 各パネルはわずかに異なるサンプルを示しています
一部の惑星では質量または半径のみが測定され、両方は測定されないため、太陽系外惑星の数。 からのデータ
Exoplanetアーカイブ（https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/（2021年 1月28日にアクセス））。


図2.サブネプチューンの内部とエンベロープの構成の概念の概略図。 左：サブネプチューンは、ガス放出されたH2エンベロープに囲まれた巨大なコアとマントルを持っている可能性があります。
大気中の水蒸気含有量。 中：サブネプチューンはコアとマントルが囲まれている可能性があります
H2–Heエンベロープで覆われた水層自体によって。 右：50〜90％で構成される水の世界
質量による水は、水が支配的な雰囲気と内部を持ちます。 内側の水層は
水の海、超臨界水層、および高圧水氷が含まれます。 [13]から適応。


図3.さまざまな含水量の凝縮曲線を示す水平衡状態図。
x軸は温度を示し、y軸は圧力を示します。 金属量の値は、次のように、90％H2および10％He大気中のおおよその水蒸気含有量に変換されます。M1（太陽金属量）
〜0.00078; M10（10×ソーラー）〜0.0077; M100（100×ソーラー）〜0.068; M1000（1000×ソーラー）〜0.16。 台詞
凝縮曲線を示します。 青い網掛け部分は、温度と圧力の範囲を示しています
液相用。 一連のプロットは、一定の温度で、
純水相の場合、水はより低い圧力で凝縮し、より低い含水量になります。 圧力
大気中の総水分量が異なると、水が液相変化する可能性があります。


図4.さまざまな含水量の凝縮曲線を示す水平衡状態図。
x軸は温度を示し、y軸は圧力を示します。黒い実線は結露です
純水の場合、青い線は異なる含水量の雰囲気の結露を示します
（図3のさまざまなパネルに対応）。金属量の値はおおよその水に変換されます
次のように、90％H2および10％He雰囲気での蒸気含有量：M1（太陽金属量）〜0.00078; M10
（10×ソーラー）〜0.0077; M100（100×ソーラー）〜0.068; M1000（1000×ソーラー）〜0.16。上部の矢印
左は、各凝縮曲線の左側で水が固体の形（氷）になることを示しています。青い影付き
領域は、水がさまざまな水に対して液相にある温度と圧力を示します
内容;両方向矢印は、大気のさまざまな値に対する液体の水域を示します
含水量。黒い縦線は、すべての値に共通の液相/固相境界です。
水の凍結温度（273 K）は、
約100バール未満の圧力の場合の圧力。灰色の破線と点線は2つを示しています
ハッブルデータ（[12,49]から）に適合するさまざまなK2-18 b大気プロファイル、どちらも大気用です
100×太陽の金属量（B2019はボンドアルベド= [12]の0.3ケース、C2020は[51]のケース）。
灰色の曲線は、金属量が100の大気の凝縮曲線と交差するためです。
（青い破線の曲線）しかし、大気の金属量のために液体の水領域を通過しない
100、モデルは、水が液体ではなく氷になることを示しています。液体の水雲をサポートするために、
惑星大気の温度-圧力プロファイルは、
状態図


図5.の大気循環と優先的な場所の定性的な図
ゆっくりと回転し、急速に回転するサブネプチューンでの雲の形成（縮尺どおりではありません）。 （a）潮汐的にロックされた温帯のサブネプチューンはゆっくりと回転し、惑星全体で単一の惑星を持つと予想されます
対称的な昼夜循環が亜恒星点から離れる循環セル（左緑の矢印の基部にある図の側面）でダウンウェルした​​後、より低いレベルに戻ります。
夜側。雲は、昼側（図の左側）および/またはターミネーターに形成される場合があります
さまざまな要因の複雑な相互作用について、シミュレーションに基づいています[51]。青い影付き
地域は恒久的な惑星の夜側を示します。 [51]のK2-18の説明から引用b。 （b）A
急速に回転する惑星は、風向が交互に変わる複数の緯度セルを持つと予想されます
（矢印で示されています）。緯度細胞は湧昇領域間で交互になることもあります（点のある白丸で）雲とダウンウェル領域（黒丸で示されている）
この画像は他のダイナミクスによって複雑になりますが、クラウドはありません。重要なポイントは両方です
ゆっくりと急速に回転する惑星は、低層大気で大気の戻り流を持っている可能性があります
高度;温度が十分に低い場合、生命は無期限に生き残ることができます。


図6.空中をホストするのに適した温帯のサブネプチューン太陽系外惑星と惑星候補
生物圏（青い影付きの領域）。大気透過分光測定法（TSM; y軸）
対ケルビンでの惑星平衡温度（Teq; x軸）。惑星のカテゴリは次のように示されます。
地球とスーパーアースの灰色の円（＜1.5 REarth）;小さなサブネプチューンの水色の円（1.5から1.8 REarthまで）;小さなサブネプチューン（1.8から2.75 REarth）の青い円。大きなサブのオレンジ色の正方形
ネプチューン（2.75から4 REarth）;サブネプチューン（＞ 4 REarth。）より大きい惑星の灰色の三角形。
確認されたサブネプチューンはシンボルを埋めましたが、惑星候補（TESSオブジェクトオブインタレスト、
TOI）には塗りつぶされていない記号があります。中心値は、ボンドアルベドがゼロで完全な熱再循環を仮定することから生じます（式（1）を参照）。エラーバーは、異なるボンドアルベドと熱再循環を反映しています
仮定（式（1）;ボンドアルベドABが0または0.3、補正係数fが1の場合⁄4または2⁄3。）。
3つの矢印は、異なる色にコード化された最小TSM [147]の推奨事項を示しています。
惑星のサイズ（1.5 ＜Rp ＜2.75の場合はTSM＞ 92、Rp＞ 2.75の場合はTSM＞ 84）。青い網掛け部分（TSM> 10およびTeq <320 K）は、液体の水に適したサブネプチューンパラメーター空間を示します。
雲、可観測性と十分に冷たい温度の観点から。に陥る最有力候補
この領域には、9つの確認された惑星LHS 1140 b、LP 791-18 c、K2-18 b、K2-9 b、TOI-1266 c、K2-3が含まれます。
d、Kepler-560 b、K2-133 e、K2-125 b、および12の候補TOI（図7を参照）。示されているすべてのデータはに依存しています
推定平衡温度、推定透過分光測定基準、およびいくつかの惑星
候補者は、本文で説明されている推定惑星質量に依存しています。右側のパネルは
左側のパネルを拡大します。数字は、図7のキャプションで説明されているランキングを示しています。
2021年1月28日にNASA太陽系外惑星アーカイブとTOIカタログから取得したデータ。