Продолжающиеся более 30 лет исследования экзопланет включают попытки определить состав их атмосферы, в частности, чтобы проверить вероятность существования там жизни. Однако в этом поиске астрономы обнаружили огромное количество миров с необычной погодой. Автор статьи: астрофизик Ян Уиттакер, ст. преподаватель Университета Ноттингем Трент (Великобритания). Источник: The Conversation.
Когда Оскар Уайльд сказал, что «разговоры о погоде – последнее пристанище лишенных воображения», он определенно не знал о некоторых более экстремальных планетах и лунах, чем наша Земля.
Железный дождь на WASP-76b
Это большая горячая экзопланета, открытая в 2013 году [в созвездие Рыб]. Поверхность этой планеты-монстра – она примерно в два раза больше Юпитера – имеет температуру около 2200 ℃. Это означает, что значительная часть образующих ее материалов, которые были бы твердыми на Земле, на WASP-76b плавятся и испаряются.
Согласно исследованию 2020 года, среди материалов этой экзопланеты имеется железо. На обращенной к своей звезде стороне планеты (дневной) это железо превращается в газ. Газообразное железо поднимается в атмосферу и движется в «ночную» сторону.
Достигнув «ночной» стороны планеты, где температура ниже, железо снова конденсируется в состояние жидкости и падает на поверхность. К настоящему времени это единственный известный нас пример изменения температуры на планете, которая настолько специфична, что на ней по ночам идут буквально железные дожди.
Метановые озера на Титане
Титан не планета, он самый большой спутник Сатурна. И это особенно интересно, потому что у него имеется собственная атмосфера, что для вращающейся вокруг планеты луны крайне редко.
У Титана имеется твердая поверхность, по которой подобно земным река текут потоки жидкости. Однако эта жидкость – не вода, а смесь углеводородов. На Земле мы использовали бы эти химические вещества (этан и метан) в качестве топлива, но на Титане достаточно холодно, поэтому они остаются жидкими и образовывают озера.
Считается, что ледяные вулканы Титана периодически выбрасывают эти углеводороды в атмосферу в виде образующего облака газа, которым затем конденсируется и выпадает дождем. Эти осадки не похожи на земные ливни – их капли крупные (по оценкам, примерно 1 см), падающие в пять раз медленнее земных дождей из-за меньшей силы тяжести и плотной атмосферы.
Ветра на Марсе
Погода на Марса непохожа на Землю из-за того, что это сухая планета с очень тонкой атмосферой. Не обладая достаточным магнитным полем атмосфера Марса практически беззащитна перед магнитным полем Солнца, удаляющим с планеты верхние слои атмосферы. У Марса тонкая атмосфера, главным образом состоящая из углекислого газа.
Недавний первый полет на Марсе вертолета НАСА Ingenuity был потрясающим – не только с позиции разведки, но и потому, что лопасти его несущего винта обеспечивали очень слабую подъемную силу в тонкой атмосфере (примерно 2% от подъемной силы на Земле).
Хотя марсианская атмосфера тонка, она определенно не спокойная. Средней скорости ветра 30 км/ч достаточно для перемещения фрагментов пород по поверхности планеты. Ранние наблюдения с посадочного модуля Viking фиксировали скорость марсианского ветра более 110 км/ч.
Молния на Юпитере
В 1979 году «Вояджер-1» пролетел мимо Юпитера и зафиксировал удары молнии. Затем, в 2016 году, миссия Juno изучила подробно юпитерианские грозы.
На Земле большая часть молний сосредоточена вблизи экватора. Но на Юпитере стабильная атмосфера и поэтому большая часть конвекции и турбулентности происходит около полярных регионов – именно там молнии бьют постоянно.
Земной принцип генерации молнии (капли переохлажденной воды при подъеме сталкиваются с падающим льдинками) на Юпитере не работает – заряд накапливается на аммиачно-водных «снежных комках». При этом аммиак действует для воды, как антифриз, сохраняя ее в жидком состоянии на больших высотах.
На Юпитере возникают также менее известные молнии – спрайты и эльфы. Образование спрайтов происходит из молнии, поднимающейся из облаков в верхние слои атмосферы и создающей недолговечное красноватое свечение. Юпитерианские молнии-эльфы – это кольца, образующиеся при достигает молнией заряженной части атмосферы (ионосферы).
На Земле существование спрайтов и эльфов было предсказано еще в 1921 году, но сфотографировать их удалось лишь в 1989-м, поскольку прежде мешали штормовые облака.