Ένας εξωπλανήτης με το όνομα LHS 3844 b, ο οποίος βρίσκεται σε απόσταση περίπου 48 ετών φωτός από εμάς, βρέθηκε στο στόχαστρο του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb. Τα στοιχεία αποκαλύπτουν έναν άγονο, βραχώδη κόσμο χωρίς ίχνος ατμόσφαιρας.
Ο πλανήτης, στον οποίο δόθηκε η ανεπίσημη ονομασία Kua’kua (μια λέξη των αυτοχθόνων Μπρίμπρι της Κεντρικής Αμερικής που σημαίνει «πεταλούδα»), είναι περίπου 30% μεγαλύτερος από τη Γη, γεγονός που τον κατατάσσει στην κατηγορία των υπερ-Γαιών (super-Earths).
Ο Kua’kua περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι κόκκινο νάνο (που ονομάζεται Batsu) μία φορά κάθε 11 ώρες. Αυτό σημαίνει ότι δείχνει πάντα το ίδιο πρόσωπο στο άστρο του, με αποτέλεσμα η ημερήσια πλευρά του να ψήνεται μόνιμα σε θερμοκρασίες που αγγίζουν τους 1000 Kelvin. Το περιβάλλον αυτό προσομοιάζει περισσότερο με έναν μεγεθυμένο Ερμή παρά με τη Γη.
Η ανάλυση των δεδομένων του James Webb
Μια επιστημονική ομάδα από το Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian και το Ινστιτούτο Αστρονομίας Max Planck της Χαϊδελβέργης χρησιμοποίησε το όργανο μέσης υπέρυθρης ακτινοβολίας (MIRI) του JWST για να αναλύσει τη γεωλογική σύσταση της επιφάνειας του πλανήτη.
Το MIRI μελέτησε την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται από τη θερμή πλευρά του εξωπλανήτη, επιτρέποντας στους επιστήμονες να λάβουν ένα καθαρό φάσμα της επιφάνειάς του.
Οι ερευνητές συνέκριναν τα δεδομένα του τηλεσκοπίου με εργαστηριακές βιβλιοθήκες πετρωμάτων και ορυκτών από τη Γη, τη Σελήνη και τον Άρη. Τα αποτελέσματα των μοντέλων απέκλεισαν με βεβαιότητα την πιθανότητα η επιφάνεια του Kua’kua να μοιάζει με τον φλοιό της Γης, ο οποίος είναι πλούσιος σε πυριτικά άλατα, όπως ο γρανίτης. Αντίθετα, το φάσμα παρουσιάζει μεγάλες ομοιότητες με τον μανδύα της Γης ή με ηφαιστειακά πετρώματα λάβας.
Η γεωλογική ιστορία του πλανήτη
Η απουσία ενός φλοιού πλούσιου σε πυριτικά άλατα προσφέρει σημαντικές ενδείξεις για το παρελθόν του πλανήτη. Στη Γη, ο σχηματισμός τέτοιων πετρωμάτων απαιτεί μια μακροχρόνια διαδικασία που βασίζεται στην τεκτονική των πλακών και στη χρήση του νερού ως «λιπαντικού».
Καθώς ο Kua’kua στερείται αυτού του είδους του φλοιού, οι επιστήμονες συμπεραίνουν ότι δεν διαθέτει ενεργή τεκτονική πλακών ανάλογη με τη γήινη και ότι πιθανότατα περιέχει ελάχιστο νερό.
Επιπλέον, η πλήρης έλλειψη ατμόσφαιρας ενισχύει την υπόθεση ότι ο πλανήτης δεν είναι γεωλογικά ενεργός εδώ και μεγάλο χρονικό διάστημα. Στα ενεργά πλανητικά σώματα, η ηφαιστειακή δραστηριότητα απελευθερώνει αέρια που συμβάλλουν στη δημιουργία ή τη διατήρηση μιας ατμόσφαιρας.
Πώς θα ήταν το τοπίο στον Kua’kua
Με βάση τα τρέχοντα στοιχεία, η επιφάνεια του εξωπλανήτη μοιάζει πιθανότατα με τον γήινο ή τον σεληνιακό βασάλτη – ένα πέτρωμα ηφαιστειακής προέλευσης, πλούσιο σε μαγνήσιο και σίδηρο. Το έδαφος αναμένεται να αποτελείται από θρυμματισμένα υλικά, όπως πέτρες και χαλίκια.
Λόγω της έλλειψης ατμόσφαιρας, ο πλανήτης είναι εκτεθειμένος στη διαστημική διάβρωση (space weathering), η οποία προκαλείται από την έντονη ακτινοβολία του άστρου Batsu και τις συνεχείς προσκρούσεις μετεωριτών. Αυτές οι διαδικασίες όχι μόνο διαλύουν τα σκληρά πετρώματα μετατρέποντάς τα σε ρεγόλιθο (ένα στρώμα λεπτόκοκκης σκόνης, όπως αυτό που καλύπτει τη Σελήνη), αλλά παράλληλα σκουραίνουν το υλικό λόγω της προσθήκης σιδήρου και άνθρακα.
Οι επιστήμονες εξετάζουν δύο πιθανά σενάρια για την κατάσταση της επιφάνειας:
- Πρόσφατη ηφαιστειακή δραστηριότητα: Η επιφάνεια καλύπτεται από σκουρόχρωμα, στερεά πετρώματα που δημιουργήθηκαν πρόσφατα από ροές λάβας.
- Αρχαία επιφάνεια: Το σκούρο υλικό προέρχεται από παλαιότερες εποχές και έχει καλυφθεί με την πάροδο του χρόνου από στρώματα σκούρου ρεγόλιθου λόγω της μακροχρόνιας διαστημικής διάβρωσης, όπως συμβαίνει και στη Σελήνη. Στη δεύτερη περίπτωση, ο πλανήτης παραμένει γεωλογικά νεκρός για πολύ καιρό.
Μελλοντικές παρατηρήσεις
Η επιστημονική ομάδα συνεχίζει τη συλλογή στοιχείων. Οι επόμενες παρατηρήσεις με το James Webb αναμένεται να προσφέρουν περισσότερες πληροφορίες για τη μικροδομή της επιφάνειας, βοηθώντας τους αστρονόμους να κατανοήσουν πώς τα στερεά πετρώματα και η σκόνη εκπέμπουν ή ανακλούν το υπέρυθρο φως.
Η μέθοδος αυτή, η οποία εφαρμόζεται ήδη με επιτυχία για τη μελέτη των αστεροειδών στο δικό μας ηλιακό σύστημα, θα επιτρέψει τη λεπτομερή χαρτογράφηση του φλοιού του LHS 3844 b αλλά και άλλων βραχωδών εξωπλανητών στο μέλλον.
