Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) позволил астрономам заглянуть туда, куда они раньше не дотягивались — непосредственно на каменистую поверхность планеты за пределами Солнечной системы. Оказалось, что суперземля LHS 3844 b, расположенная почти в 50 световых годах от нас, абсолютно лишена атмосферы, воды и тектоники плит. Зато она обильно покрыта темным базальтом и перемолотой космической пылью.
На протяжении многих лет изучение экзопланет сводилось к исследованию их атмосфер. Ученые ловили свет звезд, проходящий сквозь газовые оболочки далеких миров, чтобы найти там воду, метан или углекислый газ. Однако если атмосферы у планеты нет, мир оставался для астрономов слепым пятном. Теперь же исследователям впервые удалось заняться «экзогеологией» — то есть определить химический состав поверхности чужой планеты, проанализировав ее собственное тепловое излучение.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Объектом исследования стала экзопланета LHS 3844 b (также известная как Куа’куа), открытая в 2018 году. Это классическая суперземля: ее радиус на 30% больше земного, а масса превышает нашу более чем в два раза. Планета вращается вокруг тусклого красного карлика на расстоянии 48,5 световых лет от Земли. Условия там предельно суровые: LHS 3844 b находится так близко к своей звезде (всего в трех звездных диаметрах), что совершает полный оборот всего за 11 часов. Из-за приливного захвата она всегда повернута к светилу одной стороной, поэтому на дневном полушарии царит вечное пекло с температурой около 725 градусов Цельсия (1000 Кельвинов), а на ночной — абсолютный мрак.
Международная команда астрономов под руководством Себастьяна Зибы и Лауры Крейдберг навела на раскаленную дневную сторону планеты инфракрасный прибор MIRI телескопа «Джеймс Уэбб». Из-за невероятной жары кора экзопланеты буквально светится в среднем инфракрасном диапазоне (от 5 до 12 микрометров). Анализ этого спектра позволил ученым выяснить, из чего состоит этот мир.
Данные «Уэбба» окончательно подтвердили: у LHS 3844 b нет даже намека на атмосферу — телескоп не зафиксировал следов углекислого или сернистого газа. Планета представляет собой голый раскаленный камень. Но какой именно?
На Земле значительная часть континентальной коры состоит из гранита и других богатых кремнеземом (силикатами) пород. Их формирование тесно связано с тектоникой плит и наличием жидкой воды, которая работает как геологическая смазка. На LHS 3844 b инфракрасный спектр гранита был исключен с высочайшей степенью уверенности (около 8.9 сигма). Как отмечают авторы, это означает, что на планете практически нет воды, как нет и привычной нам тектонической активности.
Вместо этого инфракрасные сигнатуры идеально совпали с темной, бедной кремнеземом поверхностью — например, базальтом или породами мантийного происхождения, богатыми железом, магнием и оливином.
Ученые предложили два сценария того, как формировался ландшафт этой суперземли.
Первый вариант: планета покрыта свежей, твердой магматической породой. Чтобы поверхность оставалась «чистой» и нетронутой, там должен был недавно (по геологическим меркам) произойти масштабный вулканизм.
Второй вариант: поверхность покрыта толстым слоем темного реголита, как на Луне или Меркурии. Учитывая отсутствие атмосферы, планета миллиарды лет подвергалась жесточайшему космическому выветриванию — бомбардировке микрометеоритами и облучению звездным ветром. Эти процессы не только перемалывают твердые скалы в пыль, но и затемняют породу, обогащая ее железом и углеродом.
В итоге авторы работы склоняются именно ко второму, «старому и пыльному» сценарию, так как им не удалось найти никаких следов вулканических газов, которые неизбежно сопровождали бы свежие извержения.
Это исследование — важнейший рубеж для астрономии. Раньше у ученых просто не было инструментов, способных уловить слабые различия в инфракрасном свечении разных типов камня на расстоянии десятков световых лет. Теперь же астрономы могут не просто открывать каменистые миры, но и дистанционно изучать их геологию.
Судя по всему, LHS 3844 b — это вовсе не «суперземля» по своим свойствам, а скорее гипертрофированный Меркурий. И хотя там абсолютно точно не стоит искать жизнь, этот суровый мир дал науке первый шанс в деталях разглядеть почву планеты из чужой звездной системы.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Читайте также: Огненная броня: скрытые океаны магмы могут защищать жизнь на далеких «суперземлях»
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.