Космический телескоп Джеймса Уэбба начинает изучать геологию экзопланет. На этот раз с помощью его прибора среднего инфракрасного диапазона MIRI астрономам удалось исследовать состав поверхности каменистой планеты LHS 3844 b. Она удалена от Земли на 48,5 световых лет.
Эта планета примерно на 30% больше Земли по диаметру, но условия на ней куда более экстремальные. Она обращается вокруг красного карлика всего за 11 часов и расположена настолько близко к своей звезде, что из-за приливного захвата одна её сторона всегда обращена к светилу. В результате дневная сторона разогрета примерно до 1000 К (около 725 °C), тогда как ночная находится в постоянной тени и сильно охлаждена.
Анализ данных показал, что MIRI фиксирует излучение, идущее непосредственно от поверхности планеты. По словам исследователей, её дневная сторона представляет собой горячий и лишённый атмосферы каменистый мир с тёмной поверхностью. По своим свойствам она может напоминать увеличенную версию Меркурия или Луны.
Вместе с наблюдениями MIRI учёные дополнительно использовали более ранние данные телескопа Спитцер. Далее они смоделировали, какие инфракрасные сигнатуры могли бы давать горные породы и минералы Земли, Луны и Марса в условиях освещённой стороны LHS 3844 b.
Оказалось, что состав поверхности планеты сильно отличается от земной коры, богатой силикатными породами типа гранита. Этот результат не столь уж удивителен: даже в Солнечной системе среди всех планет такая кора есть только у Земли. Считается, что земная кора образуется за счёт тектонической активности и дрейфа литосферных плит. При этом важную роль в этом процессе играет вода, выступающая своего рода “смазкой”. Похоже, на LHS 3844 b не протекают процессы, аналогичные земной тектонике плит, возможно из-за малого содержания воды.
Сравнение наблюдательных данных с моделями показало, что поверхность экзопланеты близка по составу к базальтовым или магматическим породам, богатым железом и магнием, возможно с присутствием оливина. Альтернативный вариант предполагает наличие поверхности, покрытой измельчённым материалом, вроде небольших зёрен или порошка, однако мелкодисперсные структуры хуже согласуются с наблюдениями.
В итоге учёные остановились на двух возможных вариантах поверхности, которые одинаково хорошо соответствуют полученным данным. В первом поверхность состоит из относительно “свежих” твёрдых пород, что подразумевает недавнюю геологическую активность. Во втором же она покрыта тёмным реголитом, сформированным в результате длительного воздействия излучения и микрометеоритов, при отсутствии значительной геологической активности.
Наблюдения не выявили признаков диоксида серы, который обычно связан с вулканизмом. Это делает менее вероятным сценарий с недавней активностью и указывает в пользу варианта с длительным космическим воздействием на поверхность. В этом случае LHS 3844 b и правда напоминает большой Меркурий.