NASA назвало экзопланеты, которые станут первыми целями для космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST). Выбор исследователей пал на лавовый мир 55 Рака е и не имеющую атмосферы суперземлю LHS 3844 b.
55 Рака е находится от нас на расстоянии 40 световых лет. Она обращается вокруг солнцеподобной звезды, входящей в состав двойной системы. Это суперземля: каменное тело, по радиусу превосходящее нашу планету в 1.8 раза, а по массе — в 8 раз. Орбита 55 Рака е проходит на расстоянии 0.0154 а. е. (2.3 млн км) от поверхности центрального светила. С большой долей вероятности она находится в приливном захвате и постоянно повернута к звезде одной и той же стороной.
Благодаря космическому телескопу Spitzer астрономы сумели измерить температуру освещенного полушария экзопланеты. Оказалось, что она доходит до 2300 °C. Скорее всего, дневная сторона этого небесного тела полностью покрыта океаном лавы. На ночной стороне немножко «прохладнее»: ее температура составляет +1400° C.
При этом, наиболее горячая точка 55 Рака е расположена вовсе не в центре освещенного полушария, а смещена, а количество испускаемого ей тепла варьируется. По одной из версий, это связано с тем, что экзопланета обладает плотной атмосферой. По другой, на самом деле 55 Рака е находится не в приливном захвате, а орбитальном резонансе вроде того, что существует на Меркурии (за два меркурианских года планета совершает три оборота вокруг своей оси).
В последнем случае на 55 Рака е могут быть циклы дня и ночи. В свою очередь это означает вероятность того, что испаряющиеся из лавового океана горные породы вечером будут конденсироваться и снова выпадать на поверхность в виде каменного дождя.
В ходе наблюдений JWST должен будет установить, есть ли у 55 Рака е атмосфера, и определить ее химической состав. В свою очередь, это позволит выяснить какой из двух описанных сценариев ближе к действительности.
LHS 3844 b обращается вокруг красного карлика, расположенного на расстоянии 48 световых лет от Земли. Ее радиус превосходит радиус нашей планеты в 1.3 раза.Этот мир интересует астрономов из-за его экстремальной близости к родной звезде. Орбита LHS 3844 b проходит на расстоянии в 900 тысяч км от красного карлика (это всего в 2.3 раза больше расстоянии между Землей и Луной). У LHS 3844 b нет существенной атмосферы и она всегда повернута к звезде одной и той же стороной. По оценкам астрономов, ее температура может достигать 770°C.
Сочетание этих факторов делает возможным прямые наблюдения потока инфракрасного излучения, исходящего от освещенного полушария LHS 3844 b, что в свою очередь дает возможность проводить его химический анализ. В ходе предыдущих наблюдений астрономы уже сумели установить, что поверхность LHS 3844 b обладает небольшим альбедо, сопоставимым с альбедо Меркурия и Луны.
Благодаря своим более совершенным инструментам, JWST сможет сделать следующий шаг: изучить спектр суперземли и определить химический состав ее поверхности. Кроме того, если на LHS 3844 b есть вулканическая активность, орбитальная обсерватория должна будет определить наличие вулканических газов в ее спектре.
