Астрономы сделали шаг, который еще недавно казался невозможным: с помощью James Webb Space Telescope они не просто изучили атмосферу далекой планеты, а фактически «заглянули» на её поверхность. Объектом наблюдений стала экзопланета LHS 3844 b — каменистый мир, примерно на треть крупнее Земли и находящийся в 50 световых годах от нас.

В отличие от привычных методов, которые анализируют состав атмосфер, ученые сосредоточились на тепловом излучении самой поверхности. Для этого команда под руководством Лаура Крейдберг провела серию наблюдений вторичных затмений — моментов, когда планета скрывается за своей звездой. Это позволило отделить свет звезды от излучения планеты и получить данные о её нагретой дневной стороне.

Результат оказался довольно суровым: LHS 3844 b предстала как темная, раскаленная и лишенная атмосферы каменистая поверхность. Температура на освещенной стороне достигает около 725 градусов по Цельсию, а сама планета находится в приливном захвате — одна её сторона всегда обращена к звезде, в то время как другая остается в вечной темноте.

Телескоп James Webb впервые изучил поверхность экзопланеты LHS 3844 b
Инфракрасный спектр горячей дневной стороны LHS 3844 b, полученный на основе контраста яркости по отношению к звезде-хозяину в ppm (частях на миллион = 0,0001%) на разных длинах волн. Наблюдательные данные, полученные с помощью космических телескопов Джеймса Уэбба и Спитцера (кружки и квадраты), согласуются с мантией (сплошная оранжевая линия) или лавовыми породами (пунктирная синяя линия), в то время как они исключают земную кору (штрихпунктирная зеленая линия).

Сравнение спектра с породами Земли, Луны и Марса позволило ученым исключить наличие коры, богатой кремнеземом. Вместо этого данные указывают на базальтовую поверхность — плотную вулканическую породу, типичную для Луны и Меркурия. По словам Себастьян Зиеба, это косвенно говорит о крайне низком содержании воды и отсутствии геологических процессов, связанных с тектоникой плит.

При этом у исследователей остаются вопросы. С одной стороны, поверхность может быть относительно молодой и сформированной недавней вулканической активностью. С другой — отсутствие следов газов в данных MIRI ставит эту версию под сомнение. Альтернативный сценарий предполагает, что планета покрыта слоем темного выветренного материала, образовавшегося под воздействием радиации и микрометеоритов в условиях отсутствия атмосферы.

Как бы ни оказалось на самом деле, сам факт того, что ученым удалось напрямую изучить поверхность экзопланеты, уже считается прорывом. Этот метод открывает путь к более точному пониманию геологии далеких миров и в будущем может применяться к другим каменистым планетам за пределами Солнечной системы.