外星雨滴令人惊讶地像地球上的雨


这张信息图比较了不同行星上雨滴的预测大小。请注意土卫六和现在的火星对液态水雨滴来说太冷了。信用形象信用:AGU

尽管具有不同的化学成分和落下了巨大不同的大气,但新的研究发现,其他行星和卫星上的雨滴是接近地球上的雨滴的大小。

结果表明,雨滴落在各种各样的行星条件下,令人惊讶地相似,这可能有助于科学家介绍研究人员的说法,这可能有助于科学家更好地了解其他世界的气候和降水周期。

地球上的雨滴是由水构成的,但太阳系的其他星球上的降水则是由更不寻常的物质构成的。在金星上,会下硫酸雨;在木星上,下着氦和糊状氨冰雹。在火星上,会产生二氧化碳或干冰。在土星的卫星土卫六上,它会降雨甲烷或液化天然气。而在海王星上,科学家们怀疑它会以钻石的形式降雨纯碳。如果条件合适,它甚至可以在某些行星上降雨铁或石英。

一种新的研究,看着物理学的物理学在云层落下时,只有在有限尺寸范围内的云中的液滴 - 大约十分之一到半径的大约几毫米 - 可以到达雨水的岩石行星表面。这是一个相当窄的尺寸范围,因为雨滴在云层内部的形成期间增加了大幅增加了大约一百万次。

结果还显示了落下的液滴的最大尺寸,随着雨水在不同的行星条件下具有相似的液滴。不同类型的液体液滴将最大值大约半折到地球上的水雨尺寸的大小,取决于行星引力拉的强度(重力拉力越强,雨滴越小)。找到一个信息图表比较地球,火星,木星,土星和泰坦的雨滴大小。

“这些不同的成分雨滴可以具有相当小的稳定尺寸;他们的根本仅限于围绕相同的最大尺寸,”哈佛大学的行星科学家凯特林阁楼说:新的研究AGU的地球物理研究杂志:行星,发表了对太阳系及其超出太阳系的行星,卫星和物体的形成和演变研究。

雨在其他世界

在这项新研究中,洛夫特斯和他的同事罗宾·华兹华斯利用数学和物理原理模拟了液滴是如何通过行星大气降落的。他们想要确定从云层降落到行星表面的水滴可能的大小范围。太大的雨滴会分解成较小的雨滴,而太小的雨滴在落地前就蒸发了。

他们首先确定了地球和火星等岩石行星上雨滴可能的大小范围,给出了诸如温度、气压、相对湿度、云层到地面的距离和行星引力的强度等大气条件。

它们发现雨滴的半径小于约十分之一的毫米蒸发在达到表面之前蒸发,并且随着它们落下的雨后,大于几毫米的雨滴将分为较小的液滴。

然后,他们观察雨滴是如何落在木星和土星这样有着截然不同大气层的大得多的行星上的。通过比较现代地球、古代火星和这些更大的行星,他们发现雨滴通过空气输送水的方式与之相似,尽管构成“空气”的成分在行星之间差异很大。

据研究人员的计算,即使不同的液体组成雨滴,这些外星雨滴与熟悉的水雨滴没有那么不同。例如,泰坦上最大的甲烷雨滴将是地球上水雨大小的两倍。Loftus不确定为什么最大雨滴尺寸如此均匀,但她怀疑它可能是由于液滴的表面张力如何与其密度相关。

Loftus说,调查结果将帮助科学家更好地模拟其他行星上的条件,因为降水是行星气候和营养周期的关键部件。遥远的世界也可能有助于研究人员解释由航天望远镜的空间望远镜,这是一个没有联系的行星科学家Tristan Guillot的超自然望远镜所制作的外部大气的观察。新的研究。

“现在有像[詹姆斯韦伯太空望远镜]这样的乐器,希望很快就会推出,我们将有能力检测外部内容大气的真正精细的光谱,包括比我们通常能够表征的更酷的能力,盖洛洛特说,在这种情况下,将发生云和雨。“所以,这种种类的工具被开发,解释这些光谱非常有用,很重要。”

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