Exploration of extraterrestrial body impact and UV-driven transformation of atmospheres of terrestrial planets

Abstract

Klíčová slova: exoplanety, Země, impakty, fotochemie, infračervená spektroskopie, atmosférická chemie Impakty a fotochemie jsou dvěma významnými hnacími silami pro chemické přeměny v planetárních atmosférách. Zatímco UV záření produkované mladými hvězdami kontinuálně poskytuje energii, impakty jsou jednorázové události s dalekosáhlými důsledky. Zvlášť významné jsou pak impakty na mladých kamenných planetách, protože tyto planety jsou vystavovány mnohem vyšším tokům dopadající hmoty, obvykle nazývané "těžké bombardování". Toto bombardování je posledním dozvukem turbulentní planetární akrece a hraje důležitou roli při formování podmínek na planetách, včetně chemického složení, povrchu, chemie atmosfér, produkce aerosolů a pravděpodobně i vzniku života. Budoucí pozorování vesmírnými teleskopy, jako např. Vesmírný dalekohled Jamese Webba nebo Ariel, či pozemskými dalekohledy, jako např. Extrémně velký dalekohled, který je v současnosti konstruován v Chile, mohou určit, zda je toto těžké bombardování běžnou součástí evoluce terestrických planet. Jak impakty, tak fotochemie mohou být efektivně simulovány a studovány v laboratorních podmínkách pomocí moderních metod. Tato práce shrnuje naše výsledky zaměřené na rozpoznávání markerových molekul impaktů a s tím souvisejících termodynamických nerovnováh v...

Keywords: Exoplanets, Earth, Impact, Photochemistry, Infrared Spectroscopy, Atmospheric chemistry Impacts and photochemistry are two very important driving forces for chemical transformation of planetary atmospheres. While strong UV radiation produced by young stars continuously provides a significant amount of energy, impacts are one-time events with far-reaching consequences. Especially important are then impacts on young rocky planets, including the early Earth, because these planets are likely exposed to much higher impact fluxes, commonly called 'heavy bombardment'. This bombardment is the final echo of the turbulent planetary accretion and has prominent significance for planetary environments, e.g., the chemical composition and shape of the planetary surface, the chemistry of atmospheres, aerosol production, and likely the origin of life. Future observations of exoplanets by space telescopes, such as the James Webb Space Telescope or Ariel, as well as ground-based telescopes, such as the Extremely Large Telescope currently under construction in Chile, could determine whether this heavy bombardment represents a common scenario for the evolution of terrestrial planets. Both impacts and photochemistry can be efficiently simulated and studied in laboratory conditions by state-of-the-art methods....