James Webb Uzay Teleskobu'ndaki (JWST) Orta Kızılötesi Aleti'ni (MIRI) kullanan, eski MPIA doktora öğrencisi Sebastian Zieba (şimdi Harvard & Smithsonian'da) ve MPIA Direktörü Laura Kreidberg liderliğindeki uluslararası bir ekip, kayalık ötegezegen LHS 3844 b'nin yüzey bileşimini inceledi. Olağan atmosfer çalışmalarının ötesine geçen bu çalışma, diğer yıldızların yörüngesindeki gezegenlerin jeolojisini araştırıyor - çünkü neden sadece bizim güneş sistemimiz eğlensin ki? Bulgular Nature Astronomy'de yayınlandı.

LHS 3844 b, Dünya'dan yaklaşık %30 daha büyük, kayalık bir dünya ve 11 saatten kısa sürede soğuk bir kırmızı cüce yıldızın etrafında dönüyor. Yıldızına son derece yakın bir yörüngede - yüzeyin sadece yaklaşık üç yıldız çapı yukarısında - ve gelgitsel olarak kilitlenmiş durumda, yani bir tarafı sürekli yıldıza bakarken diğer tarafı sonsuz karanlıkta küfleniyor. Gündüz tarafı ortalama 1000 Kelvin (yaklaşık 725°C veya 1340°F). Sistem nispeten yakın, 48,5 ışıkyılı (14,9 parsek) uzaklıkta.

"JWST'nin inanılmaz hassasiyeti sayesinde, bu uzak kayalık gezegenin yüzeyinden doğrudan gelen ışığı tespit edebiliyoruz," dedi Kreidberg. "Karanlık, sıcak, çorak bir kaya görüyoruz, atmosferden yoksun." Yani, tam bir tatil yeri değil.

Karanlık görünümü, büyük bir Ay veya Merkür'e benzeyebileceğini düşündürüyor. Bu sonuç, gezegenin sıcak gündüz tarafından yayılan kızılötesi radyasyonun analiz edilmesinden geliyor. Bilim insanları gezegeni doğrudan görüntüleyemiyor; bunun yerine, yörüngede dönerken yıldız ve gezegenin birleşik ışığındaki ince parlaklık değişimlerini ölçüyorlar.

MIRI, 5 ila 12 mikrometre arasındaki kızılötesi emisyonu inceledi, ışığı daha küçük dalga boyu aralıklarına bölerek bir spektrum oluşturdu - esasen ışığın nasıl dağıldığını ortaya çıkaran bir gökkuşağı. Spitzer Uzay Teleskobu'ndan daha önceki veriler analizi güçlendirdi.

Ekip, gözlemlerini bilgisayar modelleri ve Dünya, Ay ve Mars'tan bilinen kaya kütüphaneleriyle karşılaştırdı. Bu karşılaştırmalar, LHS 3844 b'nin Dünya'nınki gibi bir kabuğa sahip olmadığını gösterdi - ki bu genellikle granit gibi silikat mineralleri açısından zengindir. Bu şaşırtıcı değil, çünkü Dünya böyle bir kabuğa sahip olmakla güneş sisteminde benzersizdir. Dünya'da, silikatça zengin kabuklar uzun vadeli tektonik aktivite ve su yoluyla, kayanın tekrar tekrar erimesi ve geri dönüşümünü içeren süreçlerle oluşur.

"LHS 3844 b böyle bir silikat kabuğa sahip olmadığından, Dünya benzeri levha tektoniğinin bu gezegen için geçerli olmadığı veya etkisiz olduğu sonucuna varılabilir," dedi Zieba. "Bu gezegen muhtemelen çok az su içeriyor."

Granit yerine, veriler bazalt veya manto benzeri kayadan oluşan bir yüzeye işaret ediyor, Dünya veya Ay'da bulunan volkanik malzemeye benzer. Araştırmacılar, geniş katı bazalt veya magmatik kaya alanlarının verilerle en iyi uyumu sağladığını buldu. Bu kayalar magnezyum ve demir açısından zengin ve olivin içerebilir. Çakıl gibi kırık kaya parçaları da oldukça iyi uyuyor, ancak ince tozlar veya tek başına toz uymuyor - çok parlak olurlardı.

Onu koruyacak bir atmosfer olmadan, gezegen sürekli olarak yoğun radyasyona ve meteorit çarpmalarına maruz kalıyor. Bu süreçler kayayı parçalar ve yüzeyini değiştirir.

"Görünüşe göre, bu süreçler sadece sert kayaları yavaşça regolite, Ay'da bulunan ince taneler veya toz tabakasına dönüştürmekle kalmıyor," diye açıkladı Zieba. "Ayrıca demir ve karbon ekleyerek tabakayı karartıyor, regolitin özelliklerini gözlemlerle daha tutarlı hale getiriyor."

Veriler iki olası senaryoyu destekliyor. Birincisi: nispeten taze, yaygın volkanizma gibi yakın zamanda jeolojik aktiviteyi düşündüren katı bazaltik kayanın hakim olduğu bir manzara. İkincisi: uzun süreli uzay aşınmasıyla şekillenmiş, Ay veya Merkür'e benzer geniş kararmış regolit katmanları oluşturan karanlık bir yüzey - gezegenin uzun süredir jeolojik olarak aktif olmadığını ima ediyor.

Bu olasılıklar temelde gezegenin hala aktif olup olmadığına göre farklılık gösteriyor. Dünya'da volkanik süreçler kükürt dioksit (SO2) gibi gazlar açığa çıkarır. LHS 3844 b şu anda aktif olsaydı, MIRI büyük olasılıkla bu gazı tespit ederdi. Böyle bir sinyal bulunamadı.