Многие секреты далёких миров спрятаны глубоко под их поверхностью. Сегодня мы уже кое-что знаем о недрах Земли, Луны и даже Марса. Но что насчёт планет у других звёзд? Оказывается, разгадать их геологию может помочь космический телескоп «Джеймс Уэбб» — и ключом станут катастрофические столкновения, которые «трясут» целые миры.
Раньше учёные изучали строение Луны и Марса с помощью сейсмодатчиков. На Луну их доставили ещё во времена «Аполлонов», а на Марсе работал зонд InSight. Эти приборы улавливали толчки от падений метеоритов, и по тому, как волны распространялись, можно было понять, что скрыто под поверхностью. Но до экзопланет сейсмографы не дотянутся. Зато там происходят куда более масштабные катастрофы — столкновения целых планет, и их последствия можно заметить даже за сотни световых лет.
В молодых звёздных системах такие катаклизмы случаются часто. Достаточно взглянуть на Луну — её изрытая кратерами поверхность напоминает о бурном прошлом Солнечной системы. А если сталкиваются планеты-гиганты, их недра могут «звенеть» миллионы лет. Учёные задались вопросами: действительно ли эти удары вызывают долгие сейсмические волны? И сможет ли «Джеймс Уэбб» их засечь?
Чтобы это выяснить, исследователи смоделировали столкновение двух планет — молодой и старой. За основу молодой взяли суперюпитер из системы Беты Живописца (63 световых года от нас, возраст — 20 млн лет, масса — 13 Юпитеров). Старую планету сделали аналогом Нептуна (17 масс Земли).
Результаты поразили: у более массивной планеты сейсмические колебания могут длиться от 9 до 18 млн лет — почти столько же, сколько существует сама экзопланета! То есть мощные удары в молодых системах оставляют долгий «отголосок».
Но самое интересное — эти волны влияют на излучение планеты, и «Джеймс Уэбб» способен это уловить. По изменениям в свете можно определить, есть ли внутри планеты колебания, а значит — примерно понять, из чего она состоит.
Кроме того, метод поможет изучать гравитационное влияние звёзд на планеты с вытянутыми орбитами — это тоже «прольёт свет» на их внутреннее устройство. Например, зонд «Кассини» раскрыл тайны недр Сатурна именно через гравиметрию. Теперь «Уэбб» может сделать то же самое с экзопланетами — и стать первым в истории космическим геологом.
