За допомогою спостережень космічного телескопа ім. Джеймса Вебба вченим вдалося вперше безпосередньо проаналізувати поверхню далекої екзопланети. Робота міжнародної команди була опублікована в журналі Nature Astronomy.
В обʼєктив обсерваторії потрапила екзопланета LHS 3844 b – кам’яниста «суперземля», що знаходиться приблизно за 48 світлових років від Землі в сузірʼї Індіанця. Відкрита в 2018 році телескопом TESS, вона обертається навколо червоного карлика LHS 3844, з яким припливно повʼязана. Це означає, що її період навколо своєї осі та навколо зорі однаковий – і становить 11 годин. Крім того, екзопланета завжди повернута до світила одним боком. Температура на освітленому сягає приблизно 725°C. Це робить її поверхню непридатною для існування будь-якої відомої форми життя.
Дані були отримані в 2023-2024 роках за допомогою інфрачервоного інструмента MIRI, який аналізує теплове випромінювання екзопланети. Вчені спостерігали три вторинних затемнення, коли LHS 3844 b знаходилася за материнською зорею. Дослідження інфрачервоного спектра денного боку дали змогу безпосередньо охарактеризувати фізичні властивості її поверхні – вперше для екзопланет такого типу.
Команда порівнювала теплове випромінювання від далекого світу зі спектральними характеристиками відомих порід Землі, Місяця та Марса. Результати вказують на те, що поверхня LHS 3844 b сформована з переважно вулканічних порід і не має гранітної кори, характерної для нашої планети. Такий склад може свідчити про відсутність води та геологічних процесів, подібних до тектоніки плит.
Учені запропонували два варіанти щодо формування поверхні екзопланети, й обидва узгоджуються з даними. Перший передбачає темну, тверду оболонку, що складається переважно з базальтових вулканічних порід, які ще не зазнали впливу зовнішніх чинників. Однак за відсутності атмосфери космічне вивітрювання швидко змінило б ці властивості. Тому можна припустити, що поверхня LHS 3844 b – відносно молода й, відповідно, сформована нещодавньою вулканічною активністю.
Другий сценарій враховує вивітрювання, унаслідок якого утворюються розлогі ділянки, вкриті темним шаром реголіту – дрібного порошку, подібного до того, що присутній на Місяці. Однак цей варіант суперечить умовам першого, оскільки базується на тривалому геологічному застої. Таку розбіжність може вирішити той факт, що під час вулканічної активності з-під поверхні планети відбувається виділення газів, як-от вуглекислого чи сірчистого. І якби вони були присутні, MIRI би їх зафіксував – однак інструмент нічого не виявив, що схиляє науковців до другого сценарію.
Це дослідження відкриває новий етап у спостереженнях далеких світів: тепер астрономи можуть вивчати не лише їхні атмосфери, а й геологію. Наступним кроком учених стане перевірка сформульованої гіпотези. Команда вже отримала додаткові дані «Вебба», які дозволять їм детальніше проаналізувати поверхню екзопланети та її світловідбивні властивості.