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当沙尘暴出现在火星 , 当木星发生闪电 , 当天气现象会出现在别的行星上会是什么样子?
图解:一幅由艺术家创作的外星球WASP-76b的图像 , 图源:Frederik Peeters
这篇文章最初发表于《对话》杂志 。《对话》杂志为Space.com的专家之声:Op-Ed & Insights提供了这篇文章 。
当奥斯卡王尔德出说 \"关于天气的谈话是没有想象力的人最后的避难所 \"这句话时 , 他没有意识到地球以外的行星和卫星上的一些更极端的天气 。
自从1992年人类发现第一颗系外行星以来 , 先后共发现了4000多颗围绕在除我们自己的恒星运行的行星 。
对系外行星的研究包括了: 试图确定系外行星的大气成分 , 这主要是为了确定那里是否可能存在生命的问题 。 在寻找生命的过程中 , 天文学家发现了大量潜在的生存世界 。
下文通过四个其他天体上的怪异天气的例子 , 来证明系外行星的大气层可能有多大变化 。
WASP-76b上的铁雨
天文学家们发现了WASP-76 , 这是一颗大型高温系外行星 。 WASP-76的表面大约是木星的两倍 , 温度高达4000华氏度(2200摄氏度) 。 这意味着很多在地球上是固体的材料在WASP-76b上会融化和蒸发 , 例如铁 。
一项特别有名的研究中所描述:在这颗行星白天的那一面上 , 朝向它的恒星 , 这些铁被变成了气体 。 它在大气层中上升 , 并流向夜晚的一侧 。
当这些气态的铁到达星球的夜间一侧时 , 那里的温度较低 , 铁就会凝结成液体 , 然后落向表面 。 这是目前唯一的例子 , WASP-76的温度变化足以让它在夜间真的下铁雨 。
图解: WASP-76b的夜景概念图 。 这颗超热的巨型系外行星有一个白天 , 温度达到4350华氏度(2400摄氏度)以上 , 高到足以使金属汽化 。 强风将铁蒸气带到较冷的夜面 , 在那里凝结成铁滴 。 在图片的左边 , 是系外行星的晚间边界 , 在那里从白天过渡到黑夜 。 图源:ESO/M. Kornmesser
【雨水变成铁,湖泊变成甲烷,行星上的奇特景观】
土卫六上的甲烷湖、
与其说土卫六是一颗行星 , 不如说它是土星的最大卫星 。 它非常有趣 , 因为它有一个相当大的大气层 , 这对于一个围绕行星运行的卫星来说是很罕见的 。
在土卫六的表面有着像地球上的河流液体在流动 。 但与地球不同的是 , 这种液体不是水 , 而是不同碳氢化合物的混合物 。 在地球上 , 我们会用这些化学物质(乙烷和甲烷)作为燃料 , 但在土卫六上 , 由于足够寒冷 , 它们保持液态并形成湖泊 。
人们认为冰火山将这些碳氢化合物零星地作为气体射入大气中 , 形成云层 , 然后凝结成雨 。 但这种降水与我们在地球上的阵雨不同 , 因为它只下了大约0.1%的时间 , 并且雨滴会更大(约为1厘米) , 并且由于重力降低和阻力增加 , 落下的速度要慢五倍 。
图解:土卫六上的甲烷湖 , 图源:: NASA/JPL-Caltech
火星上的风
火星有着与地球完全不同的天气系统 , 主要是因为火星十分干燥 , 大气层更为薄 。 由于没有明显的磁场 , 火星的大气层向太阳的磁场开放 , 而太阳的磁场会将上层大气剥离 。 于是留下了一个稀薄的大气层 , 主要由二氧化碳组成 。
美国宇航局的直升机Ingenuity在火星上的首次动力飞行令人惊讶——不仅因为探索因素 , 而且因为旋翼在稀薄的大气层中提供的升力非常小 , 大约只有地球表面的2% 。 与这种稀薄的大气层相对应的是双组大叶片 , 以每分钟约2500转的速度旋转 , 大致相当于无人机旋翼的速度 , 但比客运直升机快得多 。
虽然火星的大气层很薄 , 但它并不平静 。 平均30公里/小时(20英里/小时)的风速足以使地表物质四处移动 , 维京号登陆器的早期观测测量到的风速高达110公里/小时(70英里/小时) 。
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