Астрономы впервые смогли напрямую изучить поверхность планеты за пределами Солнечной системы — и результат оказался далеко не обнадёживающим. Экзопланета LHS 3844 b предстала как тёмный, раскалённый и полностью лишённый атмосферы мир, больше напоминающий Меркурий, чем Землю.

Это исследование стало важным шагом вперёд: если раньше учёные в основном анализировали атмосферы экзопланет, то теперь им удалось «заглянуть» непосредственно на их поверхность. Такой подход открывает новые возможности для понимания природы далёких каменистых миров.

Экзопланета LHS 3844 b находится примерно в 50 световых годах от Земли и по размеру превосходит её примерно на 30%. Она относится к классу так называемых «сверхземель» — каменистых планет, превышающих Землю по массе и размерам. Объект был открыт ещё в 2019 году, однако только сейчас удалось получить столь детальную информацию о его структуре.

Главную роль в исследовании сыграл космический телескоп «Джеймс Уэбб», обладающий высокой чувствительностью к инфракрасному излучению. С его помощью учёные зафиксировали тепло, исходящее непосредственно от поверхности планеты. По словам руководителя исследования Лауры Крайдберг из Института астрономии Общества Макса Планка, наблюдения показали крайне суровую картину: перед нами тёмная и безжизненная каменная поверхность, полностью лишённая атмосферы.

LHS 3844 b вращается вокруг своей звезды — холодного красного карлика — с экстремальной скоростью: полный оборот занимает всего около 11 часов. При этом планета находится в приливном захвате, то есть всегда обращена к звезде одной стороной. В результате на дневной стороне температура достигает примерно 725 °C, тогда как ночная остаётся в постоянной темноте.

Для анализа использовались наблюдения так называемых вторичных затмений — моментов, когда планета скрывается за своей звездой. Инструмент MIRI (средний инфракрасный диапазон) позволил измерить тепловое излучение раскалённой поверхности, а затем сопоставить его с характеристиками известных пород Земли, Луны и Марса.

Результаты показали, что поверхность планеты, скорее всего, не содержит пород, характерных для Земли, таких как гранит или другие материалы с высоким содержанием кремнезёма. Их формирование обычно связано с наличием воды и тектоники плит — процессов, которых на LHS 3844 b, по всей видимости, нет.

Вместо этого данные указывают на преобладание базальта — тёмной вулканической породы, богатой железом и магнием. Подобные материалы широко распространены на Луне и Меркурии. Это также косвенно подтверждает, что на планете практически отсутствует вода.

Учёные рассматривают два основных сценария формирования такой поверхности. Первый предполагает относительно недавнюю вулканическую активность, которая могла создать слой свежей лавы. Однако этот вариант вызывает сомнения: обычно подобные процессы сопровождаются выбросами газов, таких как углекислый газ или диоксид серы, но приборы телескопа их не обнаружили.

Второй сценарий выглядит более вероятным: поверхность планеты могла сформироваться под воздействием длительного космического выветривания. Без атмосферы LHS 3844 b подвергается постоянному воздействию радиации и микрометеоритов, что со временем разрушает и затемняет породу, превращая её в слой мелкозернистого материала — аналогично тому, что наблюдается на Луне.

Чтобы окончательно разобраться в структуре поверхности, исследователи уже планируют новые наблюдения. Они хотят выяснить, состоит ли кора планеты из цельной породы или представляет собой рыхлый слой, сформированный в результате длительного воздействия космоса.

Учёные уверены, что применённый метод откроет путь к более глубокому изучению каменистых экзопланет и позволит в будущем лучше понимать их состав, историю и потенциальную пригодность для жизни.