JWST показал, что экзопланета LHS 3844 b оказалась без атмосферы и с раскалённой базальтовой поверхностью

Наблюдения с помощью космического телескопа James Webb Space Telescope позволили уточнить природу каменистой экзопланеты LHS 3844 b, расположенной на расстоянии 48,5 световых лет от Земли. Исследование показало, что планета имеет тёмную, раскалённую поверхность, лишена атмосферы и, вероятно, долгие геологические эпохи оставалась неактивной.

Работа выполнена с использованием прибора MIRI (среднеинфракрасный инструмент), установленного на JWST. Исследовательскую группу возглавили Себастьян Зиеба из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института, а также Лаура Крейдберг из Института астрономии Макса Планка. Учёные сосредоточились не только на поиске атмосферы, но и на анализе геологического состава поверхности.

LHS 3844 b представляет собой каменистую планету, примерно на 30% крупнее Земли. Она обращается вокруг холодного красного карлика всего за 11 часов и находится настолько близко к звезде, что совершает орбиту на расстоянии около трёх звёздных диаметров. Планета находится в приливном захвате — одна её сторона всегда обращена к светилу. На дневной стороне температура достигает примерно 725 градусов Цельсия.

Анализ инфракрасного излучения показал, что поверхность планеты по свойствам напоминает увеличенные версии Луны или Меркурия. Поскольку прямое изображение получить невозможно, учёные изучали колебания яркости системы «звезда–планета» и спектр излучения в диапазоне 5–12 микрометров. Эти данные сравнили с эталонными спектрами пород Земли, Луны и Марса. Сопоставление исключило наличие земной силикатной коры, характерной для планет с активной тектоникой. По словам Себастьяна Зиебы, отсутствие такой структуры указывает на слабую или отсутствующую тектонику плит и, вероятно, дефицит воды.

Учёные пришли к выводу, что поверхность LHS 3844 b, скорее всего, состоит из базальтовых или мантийных пород, богатых магнием и железом. Возможны также участки, покрытые обломочным материалом — от гравия до крупных фрагментов пород. Мелкодисперсная пыль, напротив, плохо согласуется с наблюдаемыми характеристиками.

Из-за отсутствия атмосферы планета подвергается космическому выветриванию под воздействием излучения звезды и микрометеоритов. Этот процесс постепенно меняет структуру поверхности, образуя тёмный реголит, обогащённый железом и углеродом. Анализ позволил выделить два возможных сценария. Первый предполагает относительно молодую поверхность, сформированную недавней вулканической активностью. Второй — длительное отсутствие геологической активности и накопление выветренного слоя реголита, аналогичного лунному.

Дополнительные данные исключили активный вулканизм: прибор MIRI не зафиксировал следов диоксида серы, характерного для геологических процессов. Это делает второй сценарий более вероятным.

Учёные продолжают анализировать данные JWST, чтобы уточнить структуру поверхности и её шероховатость. Такой подход уже применяется при изучении астероидов и может помочь в исследовании других каменистых экзопланет. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Читайте также: