Một nhóm nghiên cứu quốc tế do Sebastian Zieba và Laura Kreidberg dẫn đầu đã sử dụng thiết bị hồng ngoại MIRI trên kính viễn vọng không gian James Webb để phân tích bề mặt của hành tinh đá mang tên LHS 3844 b. Khác với các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào khí quyển, công trình này đi sâu vào địa chất của các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời, mở ra góc nhìn mới về bản chất của chúng.
LHS 3844b có kích thước lớn hơn Trái Đất khoảng 30%, quay quanh một ngôi sao lùn đỏ mát với chu kỳ chỉ chưa đầy 11 giờ. Khoảng cách của nó tới sao chủ cực kỳ gần, chỉ cách bề mặt sao khoảng ba lần đường kính của ngôi sao đó.
Hành tinh này bị “khóa thủy triều”, tức là một mặt luôn hướng về ngôi sao và chịu nhiệt độ cực cao, trong khi mặt còn lại chìm trong bóng tối vĩnh viễn. Nhiệt độ trung bình ở phía ban ngày lên tới khoảng 1000 Kelvin (tương đương ~725°C). Hệ hành tinh này nằm cách Trái Đất khoảng 48,5 năm ánh sáng.
Theo các nhà khoa học, nhờ độ nhạy vượt trội của kính viễn vọng không gian James Webb, họ có thể thu nhận trực tiếp ánh sáng phát ra từ bề mặt hành tinh. Kết quả cho thấy đây là một khối đá tối màu, nóng bỏng và hoàn toàn không có khí quyển.
Dữ liệu hồng ngoại cho thấy hành tinh này có thể giống một phiên bản lớn hơn của Mặt Trăng hoặc Sao Thủy. Do không thể chụp ảnh trực tiếp, các nhà khoa học phân tích sự thay đổi rất nhỏ về độ sáng của hệ sao khi hành tinh quay quanh.
Thiết bị MIRI đo bức xạ hồng ngoại trong dải bước sóng 5–12 micromet, từ đó tạo ra “phổ ánh sáng” giúp xác định thành phần bề mặt. Dữ liệu bổ sung từ Spitzer Space Telescope cũng góp phần củng cố kết luận.
Khi so sánh với các mô hình và dữ liệu khoáng vật từ Trái Đất, Mặt Trăng và Sao Hoả, nhóm nghiên cứu nhận thấy LHS 3844b không có lớp vỏ giàu silicat như Trái Đất. Điều này cho thấy rằng hành tinh này không có kiến tạo mảng kiểu Trái Đất – một quá trình thường liên quan đến nước và hoạt động địa chất kéo dài. Nói cách khác, LHS 3844 b có thể rất nghèo nước và thiếu các cơ chế tái tạo bề mặt.
Thay vì granite, bề mặt hành tinh dường như được cấu tạo chủ yếu từ bazan – loại đá núi lửa giàu sắt và magiê, phổ biến trên Trái Đất và Mặt Trăng. Các phân tích cho thấy những vùng đá bazan rắn hoặc đá magma phù hợp nhất với dữ liệu quan sát. Ngoài ra, các mảnh đá vỡ như sỏi cũng có thể tồn tại nhưng lớp bụi mịn đơn thuần thì không phù hợp vì phản xạ ánh sáng nhiều hơn quan sát thực tế.
Do không có khí quyển bảo vệ, bề mặt hành tinh liên tục bị bức xạ mạnh từ sao chủ và các va chạm thiên thạch bào mòn, dần biến đá thành lớp bụi tối màu.
Nhóm nghiên cứu dự định tiếp tục quan sát bằng kính viễn vọng không gian James Webb để xác định rõ hơn cấu trúc bề mặt. Phương pháp này dựa trên cách ánh sáng phản xạ ở các góc khác nhau và đã từng được áp dụng thành công với các tiểu hành tinh trong Hệ Mặt Trời. Nếu thành công, kỹ thuật này không chỉ giúp hiểu rõ LHS 3844 b mà còn mở đường cho việc nghiên cứu địa chất của nhiều hành tinh đá khác ngoài Hệ Mặt Trời.
Khám phá mới từ kính viễn vọng không gian James Webb cho thấy không phải “siêu Trái Đất” nào cũng giống Trái Đất. LHS 3844 b là một thế giới khắc nghiệt, nóng bỏng và có thể đã “chết” về mặt địa chất, nó giống như một phiên bản phóng to của Sao Thủy trong vũ trụ xa xôi.
