Der Einfluss kosmischer Strahlung auf Biosignaturen in Atmosphären von Exoplaneten

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Bernd Heber; Professorin Dr. Heike Rauer; Dr. Miriam Sinnhuber
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 282759267

Der Antrag kombiniert Modellierung-Expertise von der Atmosphärenchemie bis zur Astroteilchenphysik, um die bislang besten Vorhersagen möglicher atmosphärischer Biosignaturen außerhalb des Sonnensystems zu erstellen. Es wurden zwar bereits Planeten in der habitablen Zone ihres Sterns gefunden, jedoch umkreisen diese kühlere Sterne, die zwar von Beobachtungsseite bevorzugte Ziele darstellen, aber vermutlich die Atmosphäre mit energetischen Teilchen und Photonen beeinflussen und so das Vorhandensein und die Nachweisbarkeit starker Biosignaturen infrage stellen. Um diese Fragestellung in konsistenter Weise anzugehen, werden wir energetische Teilchen der Galaktischen und stellaren Kosmischen Strahlung durch die exoplanetare Magnetosphäre verfolgen und Modelle zur Beschreibung der physikalischen Wechselwirkung in der Atmosphäre beschreiben, mit ein- dimensionalen Chemie-Klima-Modellen kombinieren, welche dann die Auswirkungen auf atmosphärische Biosignaturen beschreiben. Wir werden in konsistenter Weise Klimavariablen, chemische Bestandteile und die Wechselwirkung durch Luftschauer miteinander iterieren, um so die Auswirkung auf zentrale Biosignaturen wie Ozon vorherzusagen. Desweiteren werden wir theoretische Spektren berechnen und so die Verbindung zu geplanten Raumfahrt-Missionen der nächsten Generation wie JWST und E-ELT herzustellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen