一项新的研究发现,其他行星和卫星上的雨滴与地球上的雨滴大小接近,尽管它们具有不同的化学成分,并且落在大不相同的大气层中。研究人员说,这些结果表明,从云层中落下的雨滴在广泛的行星条件下具有惊人的相似性,这可以帮助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组成的,但是我们太阳系中的其他世界的降水是由更不寻常的东西组成的。在金星上,下的是硫酸;在木星上,下的是氦气和粘稠的氨水冰雹。在火星上,下的是二氧化碳,或干冰。在土星的卫星泰坦上,下的是甲烷,或液化天然气。而在海王星上,科学家怀疑它下的是钻石形式的纯碳。如果条件合适,它甚至可以在一些行星上下铁或石英。
一项新的研究对液滴从云中落下时的物理学表现进行了研究,发现只有云中的液滴在有限的尺寸范围内,半径大约在十分之一毫米到几毫米之间,可以作为雨到达岩石行星的表面。这是一个相当狭窄的尺寸范围,因为雨滴在云中形成的过程中体积增加了约一百万倍。
研究结果还显示,在不同的行星条件下,作为雨滴落下的液滴的最大尺寸是相似的。不同类型的液滴的最大尺寸大约是地球上水雨的一半到六倍,这取决于行星的引力强度(引力越强,雨滴越小)。
哈佛大学的科学家表示,这些不同成分的雨滴可以有一个相当小的稳定尺寸范围,它们都从根本上被限制在相同的最大尺寸。
专家发现半径小于十分之一毫米的雨滴在到达地面之前就已经蒸发了,而半径大于几毫米的雨滴在落下时就会分解成更小的水滴。然后,他们研究了水滴如何落在像木星和土星这样具有巨大大气层的行星上。比较现代地球、古代火星和这些更大气态行星,他们发现雨滴在空气中移动情况类似,尽管构成“空气”的因素在行星之间有很大差异。
通过研究人员的计算,即使不同的液体组成了雨滴,这些外星雨滴与熟悉的水雨滴也没有太大的区别。
(梁 海)