Виртуальная планетарная лаборатория

Виртуальная планетарная лаборатория
Аббревиатура	ВПЛ
Формирование	2001
Юридический статус	Активный
Цель	Обнаружить обитаемость экзопланет и их потенциальные биосигнатуры.
Головная организация	НАСА
Веб-сайт	depts.washington.edu/naivpl

Виртуальная планетарная лаборатория (VPL) — это виртуальный институт, базирующийся в Вашингтонском университете , который изучает способы обнаружения обитаемости экзопланет и их потенциальных биосигнатур . Впервые созданная в 2001 году, VPL является частью Института астробиологии НАСА (NAI) и объединяет более пятидесяти исследователей из двадцати институтов в рамках междисциплинарных усилий. VPL также является частью сети Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), а главный исследователь Виктория Медоуз возглавляет команду NExSS VPL. ^[1]^[2]

Исследовать

Задача A : Аналоги Солнечной системы для наблюдений внесолнечных планет

Первая задача предполагает наблюдения за планетами Солнечной системы, лунами и поясом астероидов для изучения процессов, необходимых для создания обитаемой среды и подтверждения модели экзопланеты. В частности, наблюдения за Европой, ^[3] Венера, ^[4] Земля, ^[5] Марс и пояс астероидов помогли исследователям задачи А достичь своих целей.

Задача Б : Земля во времени

Единственной точкой данных о пригодной для жизни планете сегодня является Земля, хотя она не всегда была обитаемой. Ранняя Земля служит примером экзопланеты. Исследования VPL внесли свой вклад в понимание нашей ранней планеты. Задача Б объединяет геологические и биологические данные. ^[6] с экосистемой ^[7] и фотохимические модели ^[8]^[9] чтобы продемонстрировать, как планета Земля менялась на протяжении всей своей истории.

Задача C : Обитаемая планета

В этой задаче используются данные наблюдений, модели и орбитальная динамика для изучения распределения обитаемых миров во Вселенной. Команда VPL изучает последствия галактических, ^[10] звездный, ^[11] и планетарная среда ^[12] об обитаемости планет.

Задача D : Живая планета

В задаче D участвуют исследователи VPL из различных междисциплинарных областей, которые используют лабораторные работы. ^[13]^[14] в сочетании с химическими и климатическими моделями для изучения воздействия жизни на окружающую среду. Кроме того, исследуются взаимодействия между биосферой, планетой и звездой-хозяином, чтобы определить, как они могут влиять на обнаруживаемые биосигнатуры. ^[15]

Задача E : Наблюдатель

В последнем задании ученые ВПЛ наблюдают за Солнечной системой и внесолнечными планетами. Целью этой задачи является развитие астрономических ^[16] и методы дистанционного зондирования . Кроме того, члены VPL используют симуляторы телескопов и инструментов для изучения того, какие измерения, стратегии наблюдений и методы анализа необходимы для характеристики экзопланет. ^[17]

Модели

1D радиационные конвективные и фотохимические модели

Модель солнечного потока

Калькулятор обитаемой зоны

Образование и информационно-пропагандистская деятельность

Студенты

Учителя

ВПЛ в новостях

Февраль 2017 г. — Ранняя Земля как аналог туманных экзопланет.

Август 2016 г. — Пригодна ли для жизни Проксима Центавра b? ^[18]^[19]

См. также

Ссылки

^ Импи, Крис (2010). Говоря о жизни: Беседы об астробиологии . Издательство Кембриджского университета. стр. 293-302. ISBN 9781139490634 .
↑ Келли, Питер (22 апреля 2015 г.). « Ключевой игрок UW в новой коалиции НАСА по поиску жизни на далеких мирах ». Новости УВ . Проверено 4 мая 2015 г.
^ Робинсон, Тайлер Д. (1 января 2011 г.). «Моделирование инфракрасного спектра системы Земля-Луна: значение для обнаружения и характеристики земных внесолнечных планет и их луноподобных спутников» . Астрофизический журнал . 741 (1): 51. arXiv : 1110.3744 . Бибкод : 2011ApJ...741...51R . дои : 10.1088/0004-637X/741/1/51 . S2CID 119281936 – через Институт физики.
^ Арни, Джада; Медоуз, Виктория; Крисп, Дэвид; Шмидт, Сара Дж.; Бейли, Джереми; Робинсон, Тайлер (1 августа 2014 г.). «Измерения H2O, HCl, CO, OCS, SO2, непрозрачности облаков и концентрации кислоты в спектральных окнах Венеры с пространственным разрешением» . Журнал геофизических исследований: Планеты . 119 (8): 2014JE004662. Бибкод : 2014JGRE..119.1860A . дои : 10.1002/2014JE004662 .
^ Робинсон, Тайлер Д.; Медоуз, Виктория С.; Крисп, Дэвид; Деминг, Дрейк; А'Хирн, Майкл Ф.; Шарбоно, Дэвид; Ливенгуд, Тимоти А.; Сигер, Сара; Барри, Ричард К.; Сердечно, Томас; Хевагама, Тилак; Лиссе, Кэри М.; Макфадден, Люси А.; Веллниц, Деннис Д. (2011). «Земля как внесолнечная планета: проверка модели Земли с использованием наблюдений за Землей EPOXI» . Астробиология . 11 (5): 393–408. Бибкод : 2011AsBio..11..393R . дои : 10.1089/ast.2011.0642 . ПМК 3133830 . ПМИД 21631250 .
^ Клэр, МВт; Кэтлинг, округ Колумбия; Занле, К.Дж. (1 декабря 2006 г.). «Биогеохимическое моделирование повышения содержания кислорода в атмосфере». Геобиология . 4 (4): 239–269. Бибкод : 2006Gbio....4..239C . дои : 10.1111/j.1472-4669.2006.00084.x . S2CID 11575334 .
^ Роберсон, Алабама; Роудт, Дж.; Халеви, И.; Кастинг, Дж. Ф. (1 июля 2011 г.). «Парниковое потепление закисью азота и метаном в протерозойском эоне». Геобиология . 9 (4): 313–320. Бибкод : 2011Gbio....9..313R . дои : 10.1111/j.1472-4669.2011.00286.x . ПМИД 21682839 . S2CID 8426873 .
^ Зеркл, Обри Л.; Клэр, Марк В.; Домагал-Голдман, Шон Д.; Фаркуар, Джеймс; Поултон, Саймон В. (1 мая 2012 г.). «Бистабильная, богатая органикой атмосфера на неоархейской Земле». Природа Геонауки . 5 (5): 359–363. Бибкод : 2012NatGe...5..359Z . дои : 10.1038/ngeo1425 .
^ Клэр, Марк В.; Кастинг, Джеймс Ф.; Домагал-Голдман, Шон Д.; Стюкен, Ева Э.; Бьюик, Роджер; Медоуз, Виктория С. (15 сентября 2014 г.). «Моделирование признаков независимого от массы фракционирования серы, образующегося в архейской атмосфере» (PDF) . Geochimica et Cosmochimica Acta . 141 : 365–380. Бибкод : 2014GeCoA.141..365C . дои : 10.1016/j.gca.2014.06.032 .
^ Каиб, Натан А.; Раймонд, Шон Н.; Дункан, Мартин (17 января 2013 г.). «Нарушение планетарной системы галактическими возмущениями широких двойных звезд». Природа . 493 (7432): 381–384. arXiv : 1301.3145 . Бибкод : 2013Natur.493..381K . CiteSeerX 10.1.1.765.6816 . дои : 10.1038/nature11780 . ПМИД 23292514 . S2CID 4303714 .
^ Сегура, Антигона ; Валкович, Лусианна М .; Медоуз, Виктория; Кастинг, Джеймс; Хоули, Сюзанна (1 сентября 2010 г.). «Влияние сильной звездной вспышки на химию атмосферы земной планеты, вращающейся вокруг М-карлика» . Астробиология . 10 (7): 751–771. arXiv : 1006.0022 . Бибкод : 2010AsBio..10..751S . дои : 10.1089/ast.2009.0376 . ПМК 3103837 . ПМИД 20879863 .
^ Коппарапу, РК; Раймонд, С.Н.; Барнс, Р. (2009). «Стабильность дополнительных планет в обитаемой зоне планетной системы HD 47186 и вокруг нее». Письма астрофизического журнала . 695 (2): L181–L184. arXiv : 0903.3597 . Бибкод : 2009ApJ...695L.181K . дои : 10.1088/0004-637x/695/2/l181 . S2CID 17136043 .
^ Андерсон, Рика Э.; Согин, Митчелл Л.; Баросс, Джон А. (1 января 2015 г.). «Биогеография и экология редких и многочисленных микробных линий глубоководных гидротермальных источников» . ФЭМС Микробиология Экология . 91 (1): 1–11. дои : 10.1093/femsec/fiu016 . hdl : 1912/7205 . ПМИД 25764538 .
^ Брейтбарт, Мия ; Хоар, Ана; Нитти, Энтони; Зиферт, Джанет; Хейнс, Мэтью; Динсдейл, Элизабет; Эдвардс, Роберт; Соуза, Валерия; Ровер, Форест; Холландер, Дэвид (1 января 2009 г.). «Метагеномный и стабильный изотопный анализ современных пресноводных микробиалитов в Куатро-Сьенегас, Мексика». Экологическая микробиология . 11 (1): 16–34. Бибкод : 2009EnvMi..11...16B . дои : 10.1111/j.1462-2920.2008.01725.x . ПМИД 18764874 .
^ Домагал-Голдман, Шон Д.; Медоуз, Виктория С.; Клэр, Марк В.; Кастинг, Джеймс Ф. (1 июня 2011 г.). «Использование биогенных сернистых газов в качестве дистанционно обнаруживаемых биосигнатур на бескислородных планетах» . Астробиология . 11 (5): 419–441. Бибкод : 2011AsBio..11..419D . дои : 10.1089/ast.2010.0509 . ПМК 3133782 . ПМИД 21663401 .
^ Швитерман, Эдвард В.; Медоуз, Виктория С.; Домагал-Голдман, Шон Д.; Деминг, Дрейк; Арни, Джада Н.; Люгер, Родриго; Харман, Честер Э.; Мисра, Амит; Барнс, Рори (1 января 2016 г.). «Идентификация планетарных самозванцев биосигнатуры: спектральные особенности CO и O4, возникающие в результате абиотического производства O2/O3» . Письма астрофизического журнала . 819 (1): Л13. arXiv : 1602.05584 . Бибкод : 2016ApJ...819L..13S . дои : 10.3847/2041-8205/819/1/L13 . ПМК 6108182 . ПМИД 30147857 .
^ Люгер, Родриго; и др. (12 марта 2017 г.). «Экзопланета земного размера на линии снега TRAPPIST-1». Природная астрономия . 1 (6): 0129. arXiv : 1703.04166 . Бибкод : 2017НатАс...1Е.129Л . дои : 10.1038/s41550-017-0129 . S2CID 54770728 .
^ Медоуз, В.С.; Арни, Дж.Н.; Швитерман, EW; Люстиг-Йегер, Дж.; Линковский, АП; Робинсон, Т.; Домагал-Гольдман, SD; Дейтрик, Р.; Барнс, РК; Флеминг, ДП; Люгер, Р.; Дрисколл, ЧП; Куинн, TR; Крисп, Д.; и др. (30 августа 2016 г.). «Обитаемость Проксимы Центавра b: II: состояние окружающей среды и дискриминанты наблюдений» . Астробиология . 18 (2): 133–189. arXiv : 1608.08620 . Бибкод : 2018AsBio..18..133M . дои : 10.1089/ast.2016.1589 . ПМК 5820795 . ПМИД 29431479 .
^ Барнс, Рори; и др. (24 августа 2016 г.). «Обитаемость Проксимы Центавра b I: эволюционные сценарии». arXiv : 1608.06919 [ astro-ph.EP ].

Внешние ссылки

Виртуальная планетарная лаборатория Вашингтонского университета

[impey-1] Импи, Крис (2010). Говоря о жизни: Беседы об астробиологии . Издательство Кембриджского университета. стр. 293-302. ISBN 9781139490634 .

[kelley-2] Келли, Питер (22 апреля 2015 г.). « Ключевой игрок UW в новой коалиции НАСА по поиску жизни на далеких мирах ». Новости УВ . Проверено 4 мая 2015 г.

[3] Робинсон, Тайлер Д. (1 января 2011 г.). «Моделирование инфракрасного спектра системы Земля-Луна: значение для обнаружения и характеристики земных внесолнечных планет и их луноподобных спутников» . Астрофизический журнал . 741 (1): 51. arXiv : 1110.3744 . Бибкод : 2011ApJ...741...51R . дои : 10.1088/0004-637X/741/1/51 . S2CID 119281936 – через Институт физики.

[4] Арни, Джада; Медоуз, Виктория; Крисп, Дэвид; Шмидт, Сара Дж.; Бейли, Джереми; Робинсон, Тайлер (1 августа 2014 г.). «Измерения H2O, HCl, CO, OCS, SO2, непрозрачности облаков и концентрации кислоты в спектральных окнах Венеры с пространственным разрешением» . Журнал геофизических исследований: Планеты . 119 (8): 2014JE004662. Бибкод : 2014JGRE..119.1860A . дои : 10.1002/2014JE004662 .

[5] Робинсон, Тайлер Д.; Медоуз, Виктория С.; Крисп, Дэвид; Деминг, Дрейк; А'Хирн, Майкл Ф.; Шарбоно, Дэвид; Ливенгуд, Тимоти А.; Сигер, Сара; Барри, Ричард К.; Сердечно, Томас; Хевагама, Тилак; Лиссе, Кэри М.; Макфадден, Люси А.; Веллниц, Деннис Д. (2011). «Земля как внесолнечная планета: проверка модели Земли с использованием наблюдений за Землей EPOXI» . Астробиология . 11 (5): 393–408. Бибкод : 2011AsBio..11..393R . дои : 10.1089/ast.2011.0642 . ПМК 3133830 . ПМИД 21631250 .

[6] Клэр, МВт; Кэтлинг, округ Колумбия; Занле, К.Дж. (1 декабря 2006 г.). «Биогеохимическое моделирование повышения содержания кислорода в атмосфере». Геобиология . 4 (4): 239–269. Бибкод : 2006Gbio....4..239C . дои : 10.1111/j.1472-4669.2006.00084.x . S2CID 11575334 .

[7] Роберсон, Алабама; Роудт, Дж.; Халеви, И.; Кастинг, Дж. Ф. (1 июля 2011 г.). «Парниковое потепление закисью азота и метаном в протерозойском эоне». Геобиология . 9 (4): 313–320. Бибкод : 2011Gbio....9..313R . дои : 10.1111/j.1472-4669.2011.00286.x . ПМИД 21682839 . S2CID 8426873 .

[8] Зеркл, Обри Л.; Клэр, Марк В.; Домагал-Голдман, Шон Д.; Фаркуар, Джеймс; Поултон, Саймон В. (1 мая 2012 г.). «Бистабильная, богатая органикой атмосфера на неоархейской Земле». Природа Геонауки . 5 (5): 359–363. Бибкод : 2012NatGe...5..359Z . дои : 10.1038/ngeo1425 .

[9] Клэр, Марк В.; Кастинг, Джеймс Ф.; Домагал-Голдман, Шон Д.; Стюкен, Ева Э.; Бьюик, Роджер; Медоуз, Виктория С. (15 сентября 2014 г.). «Моделирование признаков независимого от массы фракционирования серы, образующегося в архейской атмосфере» (PDF) . Geochimica et Cosmochimica Acta . 141 : 365–380. Бибкод : 2014GeCoA.141..365C . дои : 10.1016/j.gca.2014.06.032 .

[10] Каиб, Натан А.; Раймонд, Шон Н.; Дункан, Мартин (17 января 2013 г.). «Нарушение планетарной системы галактическими возмущениями широких двойных звезд». Природа . 493 (7432): 381–384. arXiv : 1301.3145 . Бибкод : 2013Natur.493..381K . CiteSeerX 10.1.1.765.6816 . дои : 10.1038/nature11780 . ПМИД 23292514 . S2CID 4303714 .

[11] Сегура, Антигона ; Валкович, Лусианна М .; Медоуз, Виктория; Кастинг, Джеймс; Хоули, Сюзанна (1 сентября 2010 г.). «Влияние сильной звездной вспышки на химию атмосферы земной планеты, вращающейся вокруг М-карлика» . Астробиология . 10 (7): 751–771. arXiv : 1006.0022 . Бибкод : 2010AsBio..10..751S . дои : 10.1089/ast.2009.0376 . ПМК 3103837 . ПМИД 20879863 .

[12] Коппарапу, РК; Раймонд, С.Н.; Барнс, Р. (2009). «Стабильность дополнительных планет в обитаемой зоне планетной системы HD 47186 и вокруг нее». Письма астрофизического журнала . 695 (2): L181–L184. arXiv : 0903.3597 . Бибкод : 2009ApJ...695L.181K . дои : 10.1088/0004-637x/695/2/l181 . S2CID 17136043 .

[13] Андерсон, Рика Э.; Согин, Митчелл Л.; Баросс, Джон А. (1 января 2015 г.). «Биогеография и экология редких и многочисленных микробных линий глубоководных гидротермальных источников» . ФЭМС Микробиология Экология . 91 (1): 1–11. дои : 10.1093/femsec/fiu016 . hdl : 1912/7205 . ПМИД 25764538 .

[14] Брейтбарт, Мия ; Хоар, Ана; Нитти, Энтони; Зиферт, Джанет; Хейнс, Мэтью; Динсдейл, Элизабет; Эдвардс, Роберт; Соуза, Валерия; Ровер, Форест; Холландер, Дэвид (1 января 2009 г.). «Метагеномный и стабильный изотопный анализ современных пресноводных микробиалитов в Куатро-Сьенегас, Мексика». Экологическая микробиология . 11 (1): 16–34. Бибкод : 2009EnvMi..11...16B . дои : 10.1111/j.1462-2920.2008.01725.x . ПМИД 18764874 .

[15] Домагал-Голдман, Шон Д.; Медоуз, Виктория С.; Клэр, Марк В.; Кастинг, Джеймс Ф. (1 июня 2011 г.). «Использование биогенных сернистых газов в качестве дистанционно обнаруживаемых биосигнатур на бескислородных планетах» . Астробиология . 11 (5): 419–441. Бибкод : 2011AsBio..11..419D . дои : 10.1089/ast.2010.0509 . ПМК 3133782 . ПМИД 21663401 .

[16] Швитерман, Эдвард В.; Медоуз, Виктория С.; Домагал-Голдман, Шон Д.; Деминг, Дрейк; Арни, Джада Н.; Люгер, Родриго; Харман, Честер Э.; Мисра, Амит; Барнс, Рори (1 января 2016 г.). «Идентификация планетарных самозванцев биосигнатуры: спектральные особенности CO и O4, возникающие в результате абиотического производства O2/O3» . Письма астрофизического журнала . 819 (1): Л13. arXiv : 1602.05584 . Бибкод : 2016ApJ...819L..13S . дои : 10.3847/2041-8205/819/1/L13 . ПМК 6108182 . ПМИД 30147857 .

[17] Люгер, Родриго; и др. (12 марта 2017 г.). «Экзопланета земного размера на линии снега TRAPPIST-1». Природная астрономия . 1 (6): 0129. arXiv : 1703.04166 . Бибкод : 2017НатАс...1Е.129Л . дои : 10.1038/s41550-017-0129 . S2CID 54770728 .

[18] Медоуз, В.С.; Арни, Дж.Н.; Швитерман, EW; Люстиг-Йегер, Дж.; Линковский, АП; Робинсон, Т.; Домагал-Гольдман, SD; Дейтрик, Р.; Барнс, РК; Флеминг, ДП; Люгер, Р.; Дрисколл, ЧП; Куинн, TR; Крисп, Д.; и др. (30 августа 2016 г.). «Обитаемость Проксимы Центавра b: II: состояние окружающей среды и дискриминанты наблюдений» . Астробиология . 18 (2): 133–189. arXiv : 1608.08620 . Бибкод : 2018AsBio..18..133M . дои : 10.1089/ast.2016.1589 . ПМК 5820795 . ПМИД 29431479 .

[19] Барнс, Рори; и др. (24 августа 2016 г.). «Обитаемость Проксимы Центавра b I: эволюционные сценарии». arXiv : 1608.06919 [ astro-ph.EP ].

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]