Телескоп «Джеймс Уэбб» впервые увидел поверхность планеты за пределами Солнечной системы

Пятьдесят световых лет отделяют нас от LHS 3844 b. Это расстояние невозможно преодолеть ни на одном из существующих кораблей. Но «Джеймс Уэбб» сумел сделать то, что казалось невозможным: он напрямую увидел свет, исходящий от поверхности этого далекого мира.

До сих пор астрономы изучали экзопланеты в основном по теням. Планета проходит перед своей звездой — свет падает на спектрометры, и ученые анализируют, какие газы задержались в её атмосфере. Но у LHS 3844 b, суперземли, вращающейся вокруг холодного красного карлика, атмосферы нет. Никакой. Это каменистая глыба, открытая космосу. И это позволило сделать то, что с планетами, окутанными облаками, невозможно.

«Джеймс Уэбб» зарегистрировал тепловое излучение самой поверхности LHS 3844 b.

Пепел на вечной полуденной стороне

Планета примерно на треть больше Земли. Она так близка к своему светилу, что год на ней длится одиннадцать часов — меньше, чем земные сутки. LHS 3844 b находится в приливном захвате: одна и та же сторона всегда обращена к звезде. На ней царит вечный полдень. Температура там — 725 градусов по Цельсию.

Обратная сторона погружена в бесконечную ночь. Никто из земных астрономов не знает, что там. «Джеймс Уэбб» видит только раскаленную дневную сторону.

Спектр этого теплового излучения команда под руководством Лауры Крейдберг из Института астрономии Макса Планка сравнила со спектрами известных горных пород — Земли, Луны, Марса. И получила неожиданный ответ.

Ни гранита, ни воды, ни жизни

Поверхность LHS 3844 b сложена базальтами. Темными вулканическими породами, богатыми железом и магнием. Такими же, как на Луне и на Меркурии. Никакой гранитной коры, никакого кремнезема — того, что на Земле связано с движением тектонических плит и присутствием воды.

Воды на LHS 3844 b, скорее всего, нет.

Это бесплодная, выжженная скала. Но именно её бесплодие сделало возможным прорыв. Если бы у планеты была атмосфера, свет не прошел бы — отразился бы, рассеялся или поглотился. Воздушная оболочка — защита жизни, но помеха для астронома. LHS 3844 b оказалась идеальным объектом именно потому, что мертва.

Два сценария, ни одного ответа

Откуда взялась эта базальтовая пустыня? Ученые предлагают две версии.

Первый вариант: поверхность геологически молода, и её сформировала недавняя вулканическая активность. Но приборы «Джеймса Уэбба» не зафиксировали газов — например, диоксида серы, — которые неизбежно выделяются при извержениях. Их нет.

Второй вариант: планета покрыта толстым слоем мелкозернистого темного материала, который образовался за миллиарды лет под воздействием радиации и бесчисленных микрометеоритных ударов — процесс, который ученые называют космическим выветриванием. Это означало бы, что LHS 3844 b находится в состоянии долгого геологического сна. Никаких движений коры. Никаких извержений. Только звезда, которая плавит одну сторону, и тишина.

Какой из сценариев верен — пока не ясно.

Новая эра: от атмосфер к земле

Раньше астрономы могли изучать только газовые оболочки экзопланет. Каков их химический состав, есть ли водяной пар, метан, углекислый газ. Но о том, что скрывается под облаками — твердь, жидкость или что-то иное — оставалось только гадать.

LHS 3844 b открыла дверь в новую эру. Теперь исследователи знают: они могут напрямую анализировать геологию далеких миров. Спектр теплового излучения поверхности — пусть слабый, пусть искаженный расстоянием в пятьдесят световых лет — несет в себе отпечаток пород. Базальт. Гранит. Что-то, чего нет на Земле.

Вопрос, который останется висеть в воздухе после этой публикации: если «Джеймс Уэбб» уже может определить горную породу на планете за пятьдесят световых лет, то когда он найдет поверхность, на которой есть не только базальт? И что мы тогда увидим?