Venus' Atmospheric Chemistry and Cloud Characteristics Are Compatible with Venusian Life
该研究反驳金星云层完全不适宜生命存在的观点，提出基于地球生命物理原理，金星环境可支持特定形式生命，且其生物量可被未来天体生物学任务探测，论证了开展相关探测设计的科学价值。
2023-06-12 astro-ph.EP
Necessary Conditions for Earthly Life Floating in the Venusian Atmosphere
本文基于JCMT和ALMA观测到的金星大气磷化氢信号，假设微生物存在于云滴内部，通过推广空气传播细菌研究并比较斯托克斯沉降时间与微生物复制时间，约束了金星大气中可漂浮液滴的最大尺寸，并讨论了宇宙射线对空中微生物演化的影响。
2025-04-14 astro-ph.EP physics.pop-ph
Proposed energy-metabolisms cannot explain the atmospheric chemistry of Venus
金星云层中的生命，如果数量足够多，一定会影响大气化学。据推测，丰富的金星生命可以通过三种可能的硫能量代谢从环境中获得能量。这些新陈代谢增加了金星神秘的云层SO $_2$ -耗尽是由生命引起的可能性。我们在这里耦合每一个建议的能量代谢的光化学动力学代码和自相一致的预测金星的大气组成的情况下，生活产生所观察到的SO $_2$ -耗尽。使用这种光-生物-化学动力学代码，我们表明，所有三种代谢都可以产生SO $_2$ -耗尽，但这样做违反了其他观测约束金星的大气化学。我们计算的最大可能的生物量密度的硫代谢生命在云，违反观测约束之前，是$\sim10^{-5}\,-\,10^{-3}\,{\rm mg\,m^{-3}}$。所采用的方法同样适用于类金星系外行星上的空中生物圈，这些行星在不久的将来最适合进行大气表征。
2022-06-13 astro-ph.EP
Venus, Phosphine and the Possibility of Life
寻找宇宙中其他地方的生命是21世纪科学的核心目标之一。虽然这项工作的大部分目标是围绕其他恒星运行的行星，但在我们自己的太阳系中寻找生命是这项努力的重要组成部分。金星通常被认为环境过于恶劣，不适合生命生存，但在遥远的过去，它可能是一个更加宜居的地方。如果生命在过去在那里进化，那么金星的云层是我们所知的生命今天可能生存的唯一生存环境。在这些云层中发现的磷化氢分子，PH $_3$，重新激发了对云层中生命可能性的研究。在这篇评论中，我们将研究金星上生命的可能性的研究背景，讨论磷化氢的发现，审查相互矛盾和确认的观察和分析，然后期待着未来的观察和空间任务，希望能提供明确的答案膦的起源金星和生命是否可能存在的问题。
2023-01-12 astro-ph.EP physics.bio-ph q-bio.BM
Direct In-Situ Capture, Separation and Visualization of Biological Particles with Fluid-Screen in the Context of Venus Life Finder Mission Concept Study
化学不平衡的证据和金星大气中的其他异常观测激发了在行星的温带云中寻找生命的动力。为了找到金星空中生物圈的迹象，需要一个专门的天体生物学太空任务。金星生命探测器（VLF）任务包含独特的任务概念，使用专门的仪器来寻找可居住性指标，生物特征甚至生命本身。寻找生命的一个关键是直接捕获、浓缩和可视化具有生物潜力的粒子。在这里，我们提出了一个简短的概述流体屏幕（FS）技术，在介电电泳（DEP）微生物颗粒捕获，浓缩和分离的最新进展。FS能够基于颗粒介电特性捕获和分离生物化学多样性颗粒，包括多细胞霉菌，真核细胞，不同种类的细菌甚至病毒。在这篇简短的文章中，我们讨论了在甚低频任务中可能实施流体屏幕的问题，强调了流体屏幕仪器的独特科学产出。FS可以与其他高度复杂的仪器相结合，如自体荧光显微镜或激光解吸质谱仪。我们讨论了流体屏幕的可能配置，修改和测试后，可以适应金星。我们讨论了FS技术的独特科学输出，该技术可以捕获处于原生状态的生物颗粒，并将它们保持在显微镜的焦平面上，以便对捕获的材料进行直接成像。我们讨论了金星云层的浓硫酸环境所带来的挑战。虽然金星的云层是一个特别具有挑战性的环境，但太阳系的其他天体，例如，在液态水存在的情况下，可能特别适合于流体筛应用。
2022-11-08 astro-ph.EP astro-ph.IM q-bio.OT
A Precursor Balloon Mission for Venusian Astrobiology
在金星大气层中探测到磷化氢的可能性重新点燃了人们对这种环境中存在生命的可能性的兴趣。如果金星的云层确实是生命的居所，它应该居住在50-60公里高度之间的“宜居带“，大致与中间的云层重合，那里的温度和压力（但不是大气成分）与地球表面的条件相似。我们制定了一个先驱天体生物学任务，用仪器气球在原地寻找这种假定的生命形式，这些气球可以在2022-2023年通过发射机会运送到金星。这项任务将通过漂浮在金星云层中的小气球收集气溶胶和尘埃样本，并直接检查它们是否包括任何明显的生物材料，如果是，它们的形状，大小和运动性。我们的气球任务也将配备一个微型质谱仪，应该允许检测复杂的有机分子。这项任务是由上下文相机增强，以寻找金星大气层宜居带中生命的宏观特征。最后，在质量和功率限制允许的情况下，对气球在金星风中的运动进行无线电干涉测量，再加上现场温度和压力测量，将为了解中云区鲜为人知的气象学提供有价值的见解。
2020-11-09 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
Venus Life Finder Habitability Mission: Motivation, Science Objectives, and Instrumentation
半个多世纪以来，科学家们一直在考虑金星云层中可能存在生命。未知的化学性质使得金星大气层的某些区域可能适合居住。使用一套现代仪器进行现场大气测量可以确定云层是否具有我们所知的支持生命所需的特征。关键的可居住性因素是云粒子液滴酸度和云层含水量。我们设想一个仪器套件，不仅测量液滴的酸度和水含量（及其可变性），而且还确认生命代谢所需的金属和其他非挥发性元素的存在，验证有机物质的存在，并寻找生物特征气体作为生命迹象。我们提出了一个以天体生物学为重点的任务，科学目标和仪器，可用于大型大气探测器，降落伞在云层（40至60公里）中持续约一小时，或固定高度的气球在表面上方约52公里处运行。后者依靠四个可部署的微型探测器来测量低云区域的可居住性条件。该飞行任务还可作为样本返回的准备工作，确定云粒子的一部分是否为非液体，并确定云粒子的异质性，从而为返回地球的旅程提供样本收集和储存方法。
2022-11-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Space-based Measurements of Neutron Lifetime: Approaches to Resolving the Neutron Lifetime Anomaly
自由中子的测量寿命为880 s，但现有的实验室测量值之间的分歧持续了多年。这种不确定性影响了多个物理学科，包括标准模型粒子物理学和大爆炸核合成。利用在金星和月球上取得的现有数据进行天基中子寿命测量已被证明是可行的，尽管这些测量的不确定性为几十秒，无法解决目前寿命差异的问题。我们研究了一个专门的空间实验，可以提供一个有竞争力的和独立的寿命测量的实施。我们考虑了各种情况，包括从地球、月球和金星轨道以及月球表面进行的测量。对于一个标准尺寸的中子探测器，在金星轨道上可以在不到一天的时间内获得3秒统计精度的测量;在金星轨道上可以在不到一周的时间内获得1秒统计精度的测量。在地球轨道和月球表面进行类似的精确测量，可以在不到40天（3秒精度）和~300天（1秒精度）内获得。研究了影响天基中子寿命测量的系统不确定性，并讨论了开展此类实验的可行性。
2020-11-13 astro-ph.EP astro-ph.IM nucl-ex
Venus Phosphine: Updates and lessons learned
本文回顾了金星大气磷化氢发现的最新进展与经验教训，指出其探测已获独立支持且排除了已知非生物来源，并基于JCMT-Venus监测项目结果探讨了其起源及媒体、公众与科学界的反应对未来生命搜索的启示。
2024-09-20 astro-ph.EP
Large Interferometer For Exoplanets (LIFE): IX. Assessing the Impact of Clouds on Atmospheric Retrievals at Mid-Infrared Wavelengths with a Venus-Twin Exoplanet
本文评估了系外行星大型干涉仪（LIFE）在观测金星孪生系外行星时云层对中红外大气反演的影响，发现现有最低分辨率和信噪比要求可表征云层上方大气，但需更高质量光谱才能推断云层存在与结构。
2023-03-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Mission Architecture to Characterize Habitability of Venus Cloud Layers via an Aerial Platform
金星以其极端的表面温度和硫酸云而闻名。但金星上的云层与地球表面的云层有着相似的温度和压力条件，被认为是微观生命形式的可能栖息地。我们提出了一个任务概念，探索金星的云层长达30天，以评估可居住性和寻找生命迹象。基线任务的目标是2026年的发射机会。超压可变浮高度气球航空机器人在48和60公里的高度之间循环，即，主要穿越低层、中层和部分上层云层。该仪器套件是由一个吊舱设计来自先锋金星大型探测器压力容器。该飞行器通过一个轨道器中继器与一个直接到地球的链接相结合来传输数据。轨道器被捕获到一个6小时的逆行轨道，倾角低，大约170度。轨道飞行器和进入探测器的总质量估计为640公斤。还讨论了一个恒定的浮动高度气球的替代概念，作为一个较低的复杂性选项相比，可变浮动高度的版本。拟议的任务将补充其他计划中的任务，并有助于阐明金星大气层中可居住性的极限以及未知化学或可能生命本身的作用。
2022-08-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Kepler-1649b: An Exo-Venus in the Solar Neighborhood
开普勒任务揭示了地球大小的行星是很常见的，已经发现了几十颗在其主恒星的宜居带内或附近运行的行星。天文学的一个主要重点是确定这些系外行星中哪些可能具有类似地球的性质，这些性质可以通过地面和未来的太空调查进行跟踪，最终目标是探测其大气层以寻找生命迹象。类金星大气层将在这些调查中特别感兴趣。虽然地球和金星进化到具有相似的大小和密度，但仍不清楚是什么因素导致了它们的大气层的巨大差异。因此，研究地球和金星的类似物可以揭示已知系外行星上可居住性的极限和生命的潜力。在这里，我们提出了开普勒-1649b的发现和确认，开普勒-1649b是一颗地球大小的行星，绕着附近的M5 V恒星运行，接收的入射通量与金星相似。我们提出了我们的方法来表征恒星，使用PSF测光，地基光谱和成像的组合，以确认开普勒-1649b的行星性质。像开普勒-1649b这样的行星将是下一代太空任务中大气和可居住性研究的主要候选者。
2017-04-11 astro-ph.EP
Stability of nucleic acid bases in concentrated sulfuric acid: Implications for the habitability of Venus' clouds
本研究通过 UV 和 NMR 光谱证实核酸碱基在金星云层温度和硫酸浓度范围内的浓硫酸中保持稳定，表明金星云层颗粒环境可能存在支持生命的化学反应，为其宜居性提供了新依据。
2023-06-19 astro-ph.EP physics.chem-ph
Habitability Study of Terrestrial Planets: Application to Venus-like Worlds
St Joseph’s University（圣约瑟夫大学）；M. P. Birla Institute of Fundamental Research（M.P.比尔拉基础研究所）；NoRCEL Institute（NoRCEL研究所）
研究类地行星适宜性，提出VSI指数以评估类金星环境，并引入AVSI和FESI探讨早期金星条件与地球演化潜力。
2026-08-12 astro-ph.EP
Venusian Habitable Climate Scenarios: Modeling Venus through time and applications to slowly rotating Venus-Like Exoplanets
关于金星的气候历史，一个流行的观点描述了一个世界，它的大部分时间都是在表面液态水、板块构造和稳定的温带气候中度过的。这一乐观情景的部分基础是先锋金星任务的高氘氢比，这被解释为暗示金星在其历史的大部分时间里都有浅海的水。另一种观点是金星有一个长期存在的（大约1亿年）原始岩浆海洋，具有二氧化碳和蒸汽大气。金星长期存在的蒸汽大气层将有足够的时间分解大部分的水蒸气，允许大量的氢逸出并氧化岩浆海洋。第三种情况是金星在其历史早期的一段短时间内（< 1 Gyr）有地表水和适宜居住的条件，但由于太阳逐渐变暖，潮湿/失控的温室效应发生了影响，使行星从此变得干燥。使用大气环流模型，我们证明了可行性的第一种情况下，使用几个观测约束。我们进一步推测，大火成岩省和数百万年前的全球重新出现在结束历史上的金星时期和呈现我们今天看到的金星方面发挥了关键作用。这些结果对天文学家所说的“宜居带”有一定的影响，如果金星类地系外行星存在类似于现代地球的可居住条件，我们建议将它们置于我们所说的“乐观金星带”。"
2020-03-12 astro-ph.EP
Distinguishing multicellular life on exoplanets by testing Earth as an exoplanet
在系外行星上，多细胞生命能与单细胞生命区分开来吗？我们假设，丰富的直立光合多细胞生命（树木）将在高太阳角度下投射阴影，这将使它们与单细胞生命区分开来，并使用地球作为系外行星来测试这一点。我们首先在亚利桑那州弗拉格斯塔夫附近的一个复制月球着陆点使用无人驾驶飞行器（UAV）测试这个概念，并显示树木具有独特的反射特征（红色边缘）和几何特征（高太阳角度下的阴影），可以将它们与复制月球陨石坑区分开来。接下来，我们用POLDER（地球反射的偏振和方向性）卫星定向反射测量计算地球在几个相位角的反射特征，然后将地球减少到一个像素。我们将地球与其他行星体（火星，月球，金星和天王星）进行比较，并假设地球的定向反射率将介于没有风化的强后向散射岩石体（如火星和月球）和具有更多各向同性散射的多云体（如金星和天王星）之间。我们的建模结果将地球与强烈后向散射的火星相一致，而我们的经验结果将地球与更各向同性散射的金星相一致。我们确定了模型和经验结果中的潜在弱点，并提出了额外的步骤来确定这种技术是否可以区分系外行星上的直立多细胞生命。
2020-09-01 astro-ph.EP
The Venusian Chronicles
针对金星云层可能存在生物圈但宇宙射线辐射威胁未知的问题，本文利用AIRES模拟粒子级联，证明其宜居带辐射水平与地球表面相当，不会危害潜在微生物。
2025-02-19 astro-ph.EP
Venus as a Nearby Exoplanetary Laboratory
天体生物学社区的主要目标是确定地球以外可能适合居住的环境，并在这些环境中寻找生命迹象。了解可居住环境和可检测特征的限制的一个基本方面是研究这种环境可能发生的地方。因此，需要研究不利于可居住性的环境的创造、演化和频率是天体生物学故事的一个组成部分。对这些环境的研究为了解行星体上可居住和不可居住条件之间的分歧提供了机会。这样一个行星的原型是地球的兄弟行星金星，它提供了一个独特的机会来探索创造一个完全不适合居住的环境的过程，从而定义排除生物相关特征的条件。我们主张继续对我们的邻近行星进行全面研究，包括早期大气模型，成分丰度，以及来自当前和未来系外行星数据的金星模拟频率分析。至关重要的是，提供现场数据的新金星任务是必要的，以解决我们目前理解的主要差距，并使我们能够采取下一步措施来描述行星的可居住性。
2020-08-05 astro-ph.EP astro-ph.IM
Prior Indigenous Technological Species
天体生物学的一个主要的悬而未决的问题是，在太阳系的其他地方是否有现存或灭绝的生命。这项工作的大部分内容都暗示，我们正在寻找微生物，或者充其量是非智能生命，尽管技术人工制品可能更容易找到。SETI在太阳系搜寻外星人的工作通常假设这些外星人是来自太阳系外的，即使生命已经存在于太阳系，在地球上，在1970年。但是，如果一个先进的技术，也许是太空，物种曾经出现在太阳系，它可能已经产生了文物或其他技术签名，一直存活到今天，这意味着太阳系文物SETI提供了一个潜在的路径，以解决天体生物学的问题。在这里，我将讨论这种$prior$ $indigenous$ $technological$ $species$的起源和技术特征的可能位置，它可能出现在古代地球或其他天体上，如温室前的金星或潮湿的火星。在金星的情况下，全球温室效应的到来和可能的表面重塑可能已经消除了金星表面存在的所有证据。以地球为例，如果这个物种生活在盖尔之前，侵蚀作用以及最终的板块构造可能已经抹去了大部分这样的证据。剩下的土著技术特征可能非常古老，限制了它们可能仍然被发现的地方，在火星和月球表面之下，或者在外太阳系。
2017-04-30 astro-ph.EP physics.pop-ph
Simple lipids form stable higher-order structures in concentrated sulfuric acid
本文通过实验与分子动力学模拟，证明多种简单脂质能在浓硫酸中抵抗降解并形成膜、胶束和囊泡等稳定高阶结构，为金星云层作为天体生物学探索目标提供了新依据。
2025-04-09 astro-ph.EP physics.bio-ph physics.chem-ph
Formation of Venus, Earth and Mars: Constrained by isotopes
本文从不同的行星形成模型和来自182 Hf-182 W、U-Pb、亲石-亲铁元素、来自行星构造块的48 Ca/44 Ca同位素样品、金星和地球大气中的36 Ar/38 Ar、20 Ne/22 Ne、36 Ar/22 Ne同位素比值等方面讨论了类地行星形成的认识现状。地球深部地幔中预期的太阳3 He丰度和地球的D/H海水比率，揭示了早期原行星的吸积时间。可以解释不同同位素比的吸积情景，包括大约在月球形成之后的月球形成事件。5000万年，支持地球质量的大部分（>80%）最有可能在10- 3000万年内增加的理论。通过对上述同位素的综合分析，我们发现，在最初的~4-5百万年（原行星盘的近似寿命）内，原地球吸积了0.5-0.6百万年。对于金星来说，现有的大气惰性气体数据太不确定，无法准确地限制行星的吸积情况。然而，根据现有的Ar和Ne同位素测量，我们发现原金星在盘消散之前可能已经增长到0.85-1.0 MVenus。经典的类地行星形成模型一直在努力在原行星盘的典型寿命内从最微小的材料中快速生长出大型行星胚胎。卵石吸积可以解决这个长期存在的时间尺度争议。卵石吸积和流动不稳定性产生大的星子，在早期吸积阶段成长为火星大小和更大的行星胚胎。吸积的后期阶段可以用Grand-Tack、环带或耗尽盘模型很好地解释。卵石吸积和星子吸积/巨行星撞击的相对作用知之甚少，应该用包括卵石和多颗原行星的N体模拟来研…
2021-02-11 astro-ph.EP
Phosphine Gas in the Cloud Decks of Venus
对行星大气中微量气体的测量有助于我们探索与地球上不同的化学条件。我们最近的邻居，金星，有温和但超酸性的云层。我们报告了金星大气中明显存在的磷化氢（PH 3）气体，其中任何磷都应该以氧化形式存在。来自JCMT和ALMA望远镜的单线毫米波段光谱探测（质量高达~15 sigma）没有其他合理的识别。据推测，大气中的PH 3丰度约为十亿分之二十。在对稳态化学和光化学途径进行详尽研究后，磷化氢的存在无法解释，目前在金星大气、云层、地表和地下，或闪电、火山或陨石输送中没有已知的非生物生产途径。磷化氢可能来自未知的光化学或地球化学，或者，通过类比地球上的磷化氢生物生产，来自生命的存在。应寻找PH 3的其他光谱特征，而现场云和地面取样可检查这种气体的来源。
2020-09-14 astro-ph.EP
EnVision: understanding why our most Earth-like neighbour is so different
这份文件是EnVision Venus轨道飞行器提案，于2016年10月提交，以响应欧空局的M5呼吁其科学计划的中型任务，于2029年发射。为什么类地行星如此不同？金星应该是我们所有行星邻居中最像地球的一个：它的大小，体积组成和与太阳的距离与地球非常相似。它最初的大气层可能与早期的地球相似，有丰富的水，在年轻的太阳微弱的输出下可能是液体。即使在今天，由于全球云层覆盖，金星表面接收的太阳能也比地球少，那么为什么这里的温和气候随之而来，但金星上的温室却灾难性地失控了呢？金星是如何以及为什么会出问题的？在这个发现类地系外行星的时代，我们可以从一般的类地行星的生命故事中学到什么？地球和金星截然不同的演化路径仅仅是由与太阳的距离驱动的，还是内部动力学、地质活动、火山放气和风化也起着重要作用？在金星快车主要关注大气层之后，我们提出了一个名为EnVision的新金星轨道器，专注于金星的地质和地球化学循环，寻找现在和过去活动的证据。有效载荷包括一个最先进的S波段雷达，能够以1 - 30米的空间分辨率返回图像，并能够测量厘米级的变形;这是由地下雷达、红外和紫外光谱仪补充的，以绘制火山气体图，并进行大地测量调查。
2017-03-27 astro-ph.EP
The influence of Jupiter, Mars and Venus on Earth's orbital evolution
在未来的几年里，很可能会发现第一个潜在的类地行星围绕其他恒星运行。一旦发现，这些行星的特征将在确定哪些行星将被选为寻找太阳系以外生命的第一个目标方面发挥至关重要的作用。因此，我们必须能够衡量影响潜在行星可居住性的各种因素的相对重要性，以便最好地集中搜索。在这一过程中需要考虑的众多因素之一是所讨论的系外地球的气候变化。在太阳系中，地球的长期气候是由几个因素驱动的，包括生命对我们大气层的影响，以及太阳光度的时间演变。太阳系中其他行星的引力影响增加了一个额外的复杂性，驱动了米兰科维奇循环，这些循环被认为是导致过去几百万年来主导地球气候的一系列冰川和间冰期的原因。在这里，我们提出了三套集成的初步结果，一起研究太阳系建筑对地球的米兰科维奇循环的影响。我们分别考虑木星、火星和金星的影响，它们都对地球轨道演化的作用力有贡献。我们的研究结果说明了一个给定的行星系的结构的微小变化如何导致其中行星的潜在可居住性发生显着变化，并且是开发一种方法的重要的第一步，通过这种方法可以描述我们太阳系以外行星上气候变化的性质。
2017-08-11 astro-ph.EP
The June 2012 transit of Venus. Framework for interpretation of observations
2012年6月5日至6日，地面观测者将有本世纪最后一次机会从地球上观看金星穿过太阳盘面。金星凌日传统上提供了独特的洞察金星大气通过折射晕，出现在行星外终结器附近的入口/出口。最近，金星凌日再次引起了人们的兴趣，因为凌日技术正成功地应用于太阳系外行星大气的表征。目前的工作从理论上研究了太阳光和金星大气层在整个凌日阶段的相互作用，从地球和远程观测。我们的模型预测量化了相关的大气现象，从而帮助事件的观测者解释测量结果并外推到系外行星的情况。我们的方法依赖于辐射转移方程的数值积分，并包括折射，多次散射，大气消光和太阳临边暗化，以及最新的金星大气的描述。我们制作了行星终结者在进入/离开期间的合成图像，展示了光环的形状，亮度和色度的变化。提供了从垂直分辨率测光测量的行星上部霾的调查指南。在这方面，与2004年凌日的测量结果相比似乎令人鼓舞。我们还显示了金星/太阳系统在过境期间的各个阶段的综合光变曲线，并计算了各自的金星-太阳综合透射光谱。将模型预测与没有薄雾和云的金星类行星（因此是更接近地球的类似物）的预测进行比较，补充了讨论，并将结论置于更广泛的视角。
2012-09-04 astro-ph.EP
The Physical Origin of the Venus Low Atmosphere Chemical Gradient
金星与地球有许多相似之处，但同时，它的一些特征也非常原始。尤其是它的大气层，在地面上发现高压和高温。在这些条件下，金星大气的主要成分二氧化碳是超临界流体。对Vega-2探测数据的分析揭示了位于地面以上最后几公里的区域的高度不稳定性。最近的研究工作提出了一种基于分子氮丰度存在垂直梯度的解释，约为每米5 ppm。我们的目标是确定哪些物理过程可能导致金星深层大气中这种有趣的氮梯度的建立。本文利用CO2-N2二元混合物在超临界条件下的状态方程，结合分子动力学模拟，研究了金星环境下N2和CO2的分离过程。我们的研究结果表明，分子扩散是非常低效的，和潜在的相分离是一个不太可能的机制。我们已经比较了所需的CO2的量，以形成所提出的梯度与什么可以从低火山活动的扩散脱气释放。所需的二氧化碳通量与在一些陆地火山系统上测量到的没有太大的不同，这表明金星上也有类似的作用。
2019-08-21 astro-ph.EP
Carbon Cycle Imbalances on Arid Terrestrial Planets with Implications for Venus
University of Washington（华盛顿大学）
研究探讨了干旱陆地行星碳循环平衡的必要条件，发现需初始水储量维持适宜温度，否则可能引发CO2失控。金星可能因水不足导致碳循环崩溃，暗示干旱行星难以维持宜居性。
2026-04-18 astro-ph.EP
Coupled atmospHere Interior modeL Intercomparison (CHILI). I. Evolutionary Modelling -- Primordial Magma Oceans of Earth and Venus
Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文学研究所）；University of Washington（华盛顿大学）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；Stanford University（斯坦福大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Laboratoire de Mathématiques de Versailles（凡尔赛数学实验室）；Université Paris Cité, Institut de physique du globe de Paris, CNRS（巴黎西岱大学，巴黎地球物理学院，法国国家科学研究中心）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；SRON Netherlands Research Organisation（荷兰研究组织SRON）；Leiden Observatory, University of Leiden（莱顿大学莱登天文台）；School of Physics, University of Bristol（布里斯托大学物理学院）；Institut für Geologische Wissenschaften, Freie Universität Berlin（柏林自由大学地质科学研究所）
通过耦合大气-内部模型比对项目，基准测试地球和金星演化代码，发现岩浆洋固化时间尺度对挥发分分配、逃逸过程、地幔粘度和熔融等参数高度敏感。
2026-06-24 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.geo-ph
Observing Isotopologue Bands in Terrestrial Exoplanet Atmospheres with the James Webb Space Telescope---Implications for Identifying Past Atmospheric and Ocean Loss
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）可能很快就会观测到围绕M矮星运行的类地行星，以描述其大气成分并寻找可居住或生命的迹象。这些行星可能会经历显著的大气和海洋损失，因为它们的宿主恒星的超亮前主序星阶段，这可能会留下非生物产生的氧气，这对生命的探测是一个假阳性。确定是否发生了海洋损失将有助于评估潜在的可居住性，以及检测到的任何O2是否是生物源的。在太阳系中，同位素丰度的差异被用来推断海洋损失和大气逃逸的历史（例如金星，火星）。我们发现，使用交通传输光谱的类地行星周围的晚型M矮星，如TRAPPIST-1的同位素测量可能与JWST，如果逃逸机制和由此产生的同位素分馏是类似的金星。我们目前的分析后海洋损失O2和CO2占主导地位的大气，包含一系列的微量气体丰度。同位素谱带可能在整个近红外（1-8 μ m），特别是3-4 μ m的范围内都可以检测到，尽管在CO2占主导地位的大气中无法检测到。对于类金星的D/H比为地球的100倍，通过观测HDO，高达79 ppm的TRAPPIST-1 b过境信号是可能的。同样，18 O/16 O比地球高100倍，产生的信号高达94 ppm。最佳使用JWST NIRSpec Prism，可以在这些波段上以少至4至11次的跃迁实现S/N=5的检测。因此，H2O和CO2同位素可以被认为是过去海洋损失和大气逃逸的JWST观测M矮星周围的类地行星的指标。
2019-05-30 astro-ph.EP
Is Extraterrestrial Life Suppressed on Subsurface Ocean Worlds due to the Paucity of Bioessential Elements?
“我们所知的生命”所必需的生物元素，如磷（P）或钼（Mo）的可获得性，预计将限制地外生物圈的生物生产力。在这里，我们考虑世界与地下海洋和模型的溶解浓度的生物必需元素。特别是，我们专注于源和汇的P（可作为磷酸盐），并发现，平均稳态海洋浓度的P可能会低于地球上的相应值的几个数量级，只要海洋是碱性的，并拥有热液活动。虽然我们的研究结果并没有排除像土卫二这样的地下世界存在生命的可能性，但它表明，假定的生物圈可能是贫营养的，也许更难检测到。沿着这些路线，金星云层中潜在的生物圈可能最终会受到Mo的可用性的限制。我们还指出，恒星光谱学可用于推断行星和卫星上生物必需元素可用性的潜在限制。
2018-08-11 astro-ph.EP
Solid tidal friction in multi-layer planets: Application to Earth, Venus, a Super Earth and the TRAPPIST-1 planets. Can a multi-layer planet be approximated as a homogeneous planet?
随着TRAPPIST-1及其7颗0.06天文单位以内行星的发现，正确处理潮汐相互作用变得非常必要。TRAPPIST-1行星的离心率、自转和自转确实是该系统一生中潮汐演化的结果。潮汐相互作用也可能导致行星内部的潮汐加热，这可能是火山活动和/或表面变形的原因。在大多数估算近距离行星自转或潮汐加热的研究中，行星被认为是均匀体，它们的流变学通常被认为是麦克斯韦流变学。在这里，我们调查的影响，考虑多层结构和安德拉德流变学的方式行星耗散潮汐能作为一个函数的激励频率。我们使用一个内部结构模型，它提供了结构和流变量的径向剖面来计算多层体的潮汐响应。然后，我们将结果与均匀行星的耗散进行比较。我们发现，对于纯岩石天体，可以用均匀行星的响应来近似多层行星的响应。然而，使用剪切模量和粘度的平均配置文件来计算均匀行星响应导致高估的平均耗散。我们提供了剪切模量和粘度的拟合值，以便能够再现各种类型的岩石行星的响应。然而，我们发现，如果行星有一个冰层，它的潮汐响应不能再近似为一个均匀的身体，因为非常不同的属性的冰层，这导致在更高的频率第二个耗散峰。我们还计算了外TRAPPIST-1行星（e到h）的潮汐加热剖面。
2020-10-09 astro-ph.EP
Modeling the Solar System I: Characterization Limits from Analytic Timing Variations
University of Washington（华盛顿大学）
本研究通过模拟太阳系凌星时间观测，探讨了不同噪声水平和观测持续时间下多行星系统的动态参数检索能力，并发现3行星模型更优，火星的加入有助于提高木星参数的检测精度。
2026-01-08 astro-ph.EP
The Inner Solar System's Habitability Through Time
地球、火星和金星，在不断演化的太阳照射下，有着迷人但不同的可居住性历史。虽然今天只有地球表面被认为是可居住的，但这三颗行星在其历史早期可能同时是可居住的。我们考虑如何在这些行星上以相似或不同的方式运行的物理过程决定了它们的大气层和表面随时间的创造和演变。其中包括决定其内部动力学类型和有无磁场的地球物理和地球化学过程;充当大气质量和组成的源或汇的地表-大气交换过程;控制气体逃逸到太空的太阳-行星相互作用;以及与这些相互作用以决定气候和可居住性的大气过程。这三颗行星的不同演化为思考在太阳系外寻找生命提供了宝贵的背景。
2019-10-17 astro-ph.EP
