Astronomy ReportsAstronomy ReportsАстрономический журнал0004-62993034-5170The Russian Academy of Sciences64750010.31857/S0004629923020081CKTDBWArticlesСТАТЬИUnknownOn the Possibility of Observing Nitric Oxide on Terrestrial Exoplanets Using the WSO-UV ObservatoryО возможности наблюдения окиси азота на экзопланетах земного типа с помощью обсерватории WSO-UV (Спектр-УФ)TsurikovG. N.ЦуриковГ. Н.grishatsurikov9826@yandex.ruBisikaloD. V.БисикалоД. В.grishatsurikov9826@yandex.ruInstitute of Astronomy, Russian Academy of SciencesИнститут астрономии РАНNCPMНЦФМ01022023100214416528012025Copyright ©; 2023, Г.Н. Цуриков, Д.В. БисикалоCopyright ©; 2023, Г.Н. Цуриков, Д.В. Бисикало2023Г.Н. Цуриков, Д.В. БисикалоГ.Н. Цуриков, Д.В. Бисикалоhttps://journals.eco-vector.com/0004-6299/article/view/647500

It is generally believed that the presence of a N2−O2-dominant atmosphere is an indication of biological and geological activity on terrestrial exoplanets that are in the habitable region. One of indicators of such an atmosphere is the nitric oxide (NO) molecule. It is known from satellite observations of the Earth’s atmosphere that the brightest nitric oxide band in the ultraviolet range is the γ band (203–248 nm). Space telescopes such as the existing HST and the upcoming WSO-UV can observe in this spectral range. The paper presents estimates of the luminosity of various exoplanets in the NO γ band. It has been established that the detection of NO emission in the γ band in the atmospheres of typical terrestrial exoplanets is possible using the spectrographs of the WSO-UV observatory within a reasonable observational time (5 WSO-UV orbits or 120 observation hours).

Принято считать, что наличие \({{{\text{N}}}_{2}}{\kern 1pt} - {\kern 1pt} {{{\text{O}}}_{2}}\) доминантной атмосферы является признаком биологической и геологической активности на экзопланетах земного типа, которые находятся в зоне потенциальной обитаемости. Одним из индикаторов такой атмосферы является молекула окиси азота NO. Из спутниковых наблюдений атмосферы Земли известно, что наиболее яркой полосой окиси азота в ультрафиолетовом диапазоне является \({\text{\gamma }}\)-полоса (203–248 нм). Космические телескопы, такие как действующий HST и планируемый к запуску WSO-UV (Спектр-УФ), позволяют наблюдать в данном спектральном диапазоне. В работе приведены оценки светимости различных экзопланет в \({\text{\gamma }}\)-полосе NO. Установлено, что обнаружение эмиссии NO в γ-полосе в атмосферах типичных экзопланет земного типа возможно с помощью спектрографов обсерватории WSO-UV (Спектр-УФ) за разумное наблюдательное время (5 орбит Спектр-УФ или 120 ч наблюдений).

экзопланеты земного terrestrial exoplanetsexoplanet atmospheresbiomarkersWSO-UVтипаатмосферы экзопланетбиомаркерыСпектр-УФH. Lammer, L. Sproß, J. L. Grenfell, M. Scher, et al., Astrobiology 19, 7 (2019).E. E. Stüeken, M. A. Kipp, M. C. Koehler, E. W. Schwieterman, et al., Astrobiology 16 (2016a).L. Sproß, M. Scherf, V. I. Shematovich, D. V. Bisikalo, and H. Lammer, Astronomy Reports 65, No. 4 (2021).A. A. Boyarchuk, B. M. Shustov, I. S. Savanov, M. E. Sach-kov, D. V. Bisikalo, et al., Astronomy Reports 60 (2016).B. M. Shustov, M. E. Sachkov, S. G. Sichevsky, R. N. Ar-khangelsky, et al., Sol. Syst. Res. 55, No. 7 (2021).V. I. Shematovich, D. V. Bisikalo, and J. C. Gérard, Geophysical Research Letters 18(9) (1991).J.-C. Gérard, V. I. Shematovich, and D. V. Bisikalo, Geophysical Research Letters 18(9) (1991).J.-C. Gérard,V. I. Shematovich, and D. V. Bisikalo, Geophysical Monograph Series. The Upper Mesosphere and Lower Thermosphere: A Review of Experiment and Theory 87 (1995).J.-C. Gérard, D. V. Bisikalo, V. I. Shematovich, and J. W. Duff, Journal of Geophysical Research 102(A1) (1997).C. A. Barth, Piana Space Sci. 40, No. 24 (1992).R. R. Meier, Space Science Reviews 58, 1–185 (1991).D. W. Rusch and C. A. Barth, Journal of Geophysical Research 80(25) (1975).C. A. Earth, D. W. Rusch, and A. I. Stewart, Radio Science 8(4), 379–385 (1973).C. A. Barth, K. D. Mankoff, S. M. Bailey, and S. C. Solomon, Journal of Geophysical Research 108, No. A1 (2003).A. W. Merkel, C. A. Barth, and S. M. Bailey, Journal of Geophysical Research 106(A12) (2001).D. E. Siskind, C. A. Barth, and R. G. Roble, Journal of Geophysical Research 94(A12) (1989a).D. E. Siskind, C. A. Barth, D. S. Evans, and R. G. Roble, Journal of Geophysical Research 94(A12) (1989b).C. A. Barth, Ann. Geophys. 22, 198 (1966).J. B. Pearce, J. Quant. Specrosc. Radiat. Transfer. 9 (1969).F. G. Eparvier and C. A. Barth, Journal of Geophysical Research 97(A9) (1992).T. E. Cravens, Planet Space Sci. 25 (1977).J. Luque and D. R. Crosley, LIFBASE: database and spectral simulation Program (Version 1.5) (SRI International Report MP 99-009, 1999).J. W. Chamberlain, Physics of the Aurora and Airglow (Academic Press, New York, ISBN: 9781483222530, 1961).D. D. Cleary, Journal of Geophysical Research 91(A10) (1986).A. J. D. Farmer, V. Hasson, and R. W. Nicholls, J. Quant. Specrosc. Radiat. Transfer. 9 (1972).G. V. Marr, Proceedings of the Physical Society 83(2) (1964).A. Berk, P. Conforti, R. Kennett, T. Perkins, et al., Proc. SPIE 9088, Algorithms and Technologies for Multispectral, Hyperspectral, and Ultraspectral Imagery XX, 90880H (2014).D. L. Albritton, A. L. Schmeltekopf, and R. N. Zare, Diatomic Intensity Factors (Harper and Row, New York, 1977).C. A. Barth, Journal of Geophysical Research 69 (1964).J. B. Tatum, Astrophysical Journal Supplement 14, 21 (1967).J. R. Reisel, C. D. Carter, and N. M. Laurendeau, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 47, No. 1, (1992).R. Engleman and Jr. P. E. Rouse, Journal of Molecular Spectroscopy 37 (1971).T. Holstein, Physical Review 72(4) (1947).K. G. Kislyakova, M. Holmström, H. Lammer, and N. V. Erkaev, Characterizing Stellar and Exoplanetary Environments (Astrophysics and Space Science Library, Springer International Publishing Switzerland, ch. 7, vol. 411, 2015).N. V. Erkaev, H. Lammer, P. Odert, and Y. N. Kulikov, et al., Astrobiology 11 (2013).K. G. Kislyakova, H. Lammer, M. Holmström, M. Pan-chenko, et al., Astrobiology 11 (2013).M. Zhang, H. A. Knutson, F. Dai, L. Wang, et al., Submitted to Astronomical Journal, arXiv:2207.13099 (July, 2022).J. C. Gérard and C. A. Barth, Journal of Geophysical Research 82, 4, (1977).D. Chivian, E. L. Brodie, E. J. Alm, D. E Culley, et al., Science 322 (2008).H. Zhan, An Update on the Chinese Space Station Telescope Project. National Astronomical Observatories, URL: http://ilariacaiazzo.com/wp-content/uploads/2021/09/HuZhanSlides.pdf (2021).H. Rauer, S. Gebauer, P. v. Paris, J. Cabrera, et al., A-stron. and Astrophys. 529, A8 (2011).L. Prichard, D. Welty, A. Jones, et al. STIS Instrument Handbook, Version 21.0 (Baltimore: STScI, 2022).B. L. James, et al., Cosmic Origins Spectrograph Instrument Handbook, Version 14.0 (Baltimore: STScI, 2022).L. Fossati, D. V. Bisikalo, H. Lammer, B. M. Shustov, M. E. Sachkov, et al., Astrophys. and Space Sci. 354(1) (2014).A. Shugarov, I. Savanov, M. Sachkov, P. Jerram, et al., Astrophys. and Space Sci. 354, No. 1 (2014).R. L. Akeson, X. Chen, D. Ciardi, M. Crane, et al., The NASA Exoplanet Archive: Data and Tools for Exoplanet Research, Publications of the Astronomical Society of the Pacific, 125(930), (2013).R. Luger and R. Barnes, Astrobiology 15(2) (2015).C. P. Johnstone, H. Lammer, K. G. Kislyakova, M. Scherf, and M. Güdel, Earth and Planetary Science Letters 576 (2021).C. P. Johnstone, M. L. Khodachenko, T. Lüftinger, K. G. Kislyakova, H. Lammer, and M. Güdel, Astron. and Astrophys. 624, L10 (2019).V. S. Airapetian, A. Glocer, G. V. Khazanov, R. O. P. Loyd, K. France, et al., Astrophys. J. Lett. 836, L3 (2017).A. Segura, K. Krelove, J. F. Kasting, D. Sommerlatt, et al., Astrobiology 3, No. 4 (2003).A. Segura, J. F. Kasting, V. Meadows, M. Cohen, et al., Astrobiology 5, No. 6 (2005).L. Kaltenegger and W. A. Traub, Astrophys. J. 698 (2009).F. Wunderlich, M. Godolt, J. L. Grenfell, S. Städt, et al., Astron. and Astrophys. 624, A49 (2019).И. С. Саванов, Астрофизический Бюллетень 76, No. 2 (2021).K. France, R. O. P. Loyd, A. Youngblood, Al. Brown, et al., Astrophys. J. 820, 89 (2016).A. Youngblood, K. France, R. O. P. Loyd, J. L. Linsky, et al., Astrophys. J. 824, 101 (2016).R. O. P. Loyd, K. France, A. Youngblood, C. Schneider, et al., Astrophys. J. 824, 102 (2016).V. S. Meadows, G. N. Arney, E. W. Schwieterman, J. Lustig-Yaeger, et al., Astrobiology 18, No. 2 (2018).J. L. Linsky, K. France, and T. R. Ayres, Astrophys. J. 766, 69 (2013).K. France, C. S. Froning, J. L. Linsky, A. Roberge, et al., Astrophys. J. 763, 149 (2013).J. Sanz-Forcada, G. Micela, I. Ribas, et al., Astron. and Astrophys. 532, A6 (2011).J. Robrade and J. Schmitt, Astron. and Astrophys. 435, 1073 (2005).M. Gudel, M. Audard, F. Reale, S. L. Skinner, and J. L. Linsky, Astron. and Astrophys. 416, 713 (2004).L. M. Walkowicz and S. L. Hawley, Astron. J. 137, 3297 (2009).M. L. Hill, K. Bott, P. A. Dalba, T. Fetherolf, et al., a-ccepted for publication in Astron. J., arXiv:2210.02484 (October, 2022).