外星球也会下雨! 新研究:与地球有「惊人相似处」 

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2021-05-08 19:25:42
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外星球也会下雨! 新研究:与地球有「惊人相似处」
资料来源:自由时报(Itn.com.tw)

美国地球物理联盟最新研究指出,地球上的雨滴竟与其他行星云层中落下的雨滴有惊人的相似之处,科学家能够藉此了解其他星球的气候。(美联社档案照)

2021/05/09 07:17
首次上稿 00:53
更新时间 07:17
〔即时新闻/综合报导〕美国地球物理联盟(AGU)在《地球物理研究通讯》期刊(Geophysical Research Letters)发表的最新研究指出,地球上的雨滴竟与其他行星云层中落下的雨滴惊人地相似,科学家能够藉此了解其他星球的气候。
综合外媒报导,美国地球物理联盟指出,地球上的雨滴是由水(H₂O)组成的,太阳系中的其他行星的「降雨」现象则是由不同物质所组成,金星下硫酸雨(H₂SO₄),在木星下氦(He)或氨(NH3)冰雹,火星下二氧化碳(CO₂)或乾冰,在土卫六则下甲烷(CH₄),在海王星则被怀疑会下钻石雨,某些行星上则是会降下液态铁(Fe)或石英(SiO2)。
新研究显示,其他行星和卫星上的雨滴,虽然化学成分不同於地球的雨水,且是藉由不同成分的大气层落下,但其雨滴的大小郄接近地球上的雨滴;不同行星上落下的雨滴尺寸也不尽相同,行星引力越犟,雨滴越小,地球为11.18毫米,火星为18.27毫米,木星为7.07毫米,土星为10.94毫米,土卫六则是29.96毫米。
主要作者、哈佛大学的行星科学家洛夫图斯(Kaitlyn Loftus)表示,在确定大气条件,如温度、气压、相对湿度、从云到地面的距离以及行星的引力犟度之後,发现半径小於约0.1毫米的雨滴在落下後就会蒸发,而半径较大的雨滴在落下时会分解成较小的液滴。
洛夫图斯目前尚未明瞭为何不同行星之间,雨滴大小为何会如此类似,但她怀疑这可能关系到液滴的表面张力与密度。


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文章评论

damnff
无题
看来人类开始对外空理解,又迈向了一步

2021-05-08 19:34:04 | 引用
无题
damnff 写道:
看来人类开始对外空理解,又迈向了一步

近来开始留意英文科学杂誌网站,如果可以的话尽量翻译供贴出来给大家知道!科学用词会比较困难了解啊!

2021-05-08 19:52:29 | 引用
黃礽耀 sfiawong
Billydoo
无题
钻石雨很吸引,只要不被砸到。

2021-05-08 20:12:30 | 引用
RE:
Billydoo 写道:
钻石雨很吸引,只要不被砸到。

哗遇上有钻石雨咪发达,真定假呀,那会这般神奇,是幻觉吧,是钻石尘吗,阻塞渠道啊!

2021-05-08 20:24:01 | 引用
黃礽耀 sfiawong
黃礽耀 sfiawong
无题
增添资讯:


究证海王星天王星核心可现「钻石雨」 助了解行星系统演化历史

2020/6/30 — 22:38

AAA




一直以来,学界都认为在海王星和天王星内部深处会现「钻石雨」,上月刊於《自然通讯》的研究佐证说法,指成功在实验室高温与高压环境下,将碳氢化合物 (hydrocarbon) 变成钻石。

研究使用了美国 SLAC 国家加速器实验室的 X 光激光器 LCLS ,模拟海王星表面约 1 万公里下的环境钻石会否形成。该位置的压力约为 150 万个大气压,温度为 4,730°C 。在这种环境下,碳氢化合物会瓦解成元素碳和氢,而实验显示至少有四分之一的碳形成了最坚硬的结构「钻石」。

LCLS 负责人、未列为该研究作者的等离子体物理学家 Mike Dunne 解释,研究提供的数据,即唡种元素的「混溶性 (miscibility) 」,即混合时如何结合或不混溶的情况,很难用电脑模拟;而团隊则在过程中发现到碳氢的分离,情况如将蛋黄酱分解成油和醋。

海王星和天王星是太阳系中最难以理解的行星,其中一个问题是它们距地球太远,现时只有一个太空探测器航行者 2 号 (Voyager 2) 曾掠过这唡个星体,但航行者 2 号并无专门的长期任务了解海王星和天王星内部 。

根据美国太空总署,类似海王星和天王星冰巨行星 (ice giant) 在银河系中极为普遍,类似海王星的系外行星的数目可能是类似木星系外行星的 10 倍。因此,了解我们太阳系的冰巨行星对於了解整个银河系中的行星非常重要。

现时我们知道,海王星和天王星的大气主要由氢、氦以及少量甲烷 (methane, CH4) 组成。在这些大气层之下,水、甲烷和氨等「冰冷」物质会包裹行星的超热超密流体核心。几十年前的计算和实验表明,在足够的压力和温度下,甲烷可以分解成钻石,表明钻石可在这种热、密度高的材料中形成。

2017 年德国物理学家 Dominik Kraus 使用 SLAC 的 X 光衍射 (diffraction) 设施证明此说法可行,但由於方法只对有晶体结构有突出效果,未能全面了解冰巨行星内部,因此在是次研究, Kraus 的团隊使用更先进的 LCLS ,并以非晶体烃类聚苯乙烯 (hydrocarbon polystyrene, C8Hicon_cool.gif 模拟海王星内部物质,来测量 X 光如何将 C8H8 的电子上散射出去。

团隊除了观察得到碳元素变成钻石的过程,亦观察到几乎无碳在过程中剩馀,它们并不过会以液体过渡形式存在。这发现相当重要,因为海王星的内部比预期的要热,其发出的能量是从太阳吸收的 2.6 倍。

如果比周围物质密度更高的「钻石雨」在内部出现,这些钻石可能释放出重力能量,而这些重力能量会因钻石与周围物质之间的摩擦转化为热能。

Kraus 指,实验表明人类不必寻找替代的解释,亦显示了一种可以用来探测太阳系其他行星内部的方法,在地球上模拟如木星和土星之类的天然气体行星内部极端条件下,氢和氦元素是如何混合和分离从而了解行星和行星系统的演化历史。另外,研究也支持设计针对未来聚变能量的实验。



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来源:
Science Alert, Neptune Rains Diamonds, And Now We Might Finally Know How, 29 June 2020

报告:
Frydrych, S., Vorberger, J., Hartley, N.J. & et al. (2020). Demonstration of X-ray Thomson scattering as diagnostics for miscibility in warm dense matter. Nat Commun 11, 2620 (2020). doi:10.1038/s41467-020-16426-y

2021-05-08 20:32:57 | 引用
无题
2021年,世界环境的而且确系因新冠病毒未除系悲惨莫名如印度成个变成为炼狱啊,真系惨,不过世界科技迅速增长,力追赶上百尺杆头,堪似各国比赛啊!难得探知太空星球的神密智识更上多步啰!

2021-05-09 14:03:25 | 引用
sfiawongn
黃礽耀 sfiawong
RE:
sfiawongn 写道:
2021年,世界环境的而且确系因新冠病毒未除系悲惨莫名如印度成个变成为炼狱啊,真系惨,不过世界科技迅速增长,力追赶上百尺杆头,堪似各国比赛啊!难得探知太空星球的神密智识更上多步啰!

2021年虽然陷在新冠病患中,普遍世界各国在太空科技充满大大的进步是值得庆贺的啊!

2021-05-09 14:22:42 | 引用

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