• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Från järnregn på exoplaneter till blixtar på Jupiter:4 exempel på främmande väder

    Kredit:ESO/Frederik Peeters

    När Oscar Wilde sa "samtal om vädret är den fantasilösas sista tillflyktsort" var han omedveten om något av det mer extrema vädret på andra planeter och månar än jorden.

    Sedan upptäckten av den första exoplaneten 1992, fler än 4, 000 planeter har upptäckts som kretsar kring andra stjärnor än våra egna.

    Den fortsatta forskningen med exoplaneter innebär att man försöker identifiera deras atmosfäriska sammansättning, specifikt för att svara på frågan om liv kunde existera där. Men i detta sökande efter livet, astronomer har hittat ett stort utbud av potentiella världar där ute.

    Här är fyra exempel på bisarrt väder på andra astronomiska kroppar - för att visa hur varierad en exoplanetatmosfär kan vara.

    1. Järnregn på WASP-76b

    WASP-76 är en stor, het exoplanet upptäcktes 2013. Ytan på denna monsterplanet – ungefär dubbelt så stor som Jupiter – är cirka 2, 200 ℃ (4, 000℉). Detta betyder att mycket material som skulle vara fast på jorden smälter och förångas på WASP-76b.

    Som beskrivs i en särskilt berömd studie från 2020, dessa material inkluderar järn. På dagsidan av planeten, vänd mot sin stjärna, detta järn förvandlas till en gas. Den stiger i atmosfären och flyter mot nattsidan.

    När detta gasformiga järn når planetens nattsida, där temperaturen är svalare, järnet kondenserar sedan tillbaka till en vätska och faller mot ytan. Detta är för närvarande det enda exemplet vi har på en planet med temperaturförändringar som är tillräckligt specifika för att den bokstavligen kan regna järn på natten.

    Järnregn. Kredit:ESO/M. Kornmesser

    2. Metansjöar på Titan

    Istället för att vara en planet, Titan är Saturnus största måne. Det är särskilt intressant eftersom det har en betydande atmosfär som är sällsynt för en måne som kretsar runt en planet.

    Månen har en yta där vätska strömmar, som floder på jorden. Till skillnad från jorden, denna vätska är inte vatten, men en blandning av olika kolväten. På jorden skulle vi använda dessa kemikalier (etan och metan) som bränsle, men på Titan är det tillräckligt kallt att de förblir flytande och bildar sjöar.

    Man tror att isvulkaner sporadiskt skjuter ut dessa kolväten i atmosfären som en gas för att bilda moln som sedan kondenserar och bildar regn. Denna nederbörd är inte som de vanliga skurarna vi kan uppleva på jorden – det regnar bara cirka 0,1 % av tiden, med droppar som är större (uppskattningsvis cirka 1 cm) och faller fem gånger långsammare, på grund av minskad gravitation och ökat motstånd.

    Metansjöar. Kredit:NASA/JPL-Caltech

    3. Vindar på Mars

    Mars har ett helt annat vädersystem än jorden, främst på grund av hur torr planeten är och hur tunn atmosfären är. Utan ett betydande magnetfält är Mars atmosfär öppen för solens magnetfält, vilket tar bort den övre atmosfären. Detta har lämnat en tunn atmosfär, består till största delen av koldioxid.

    Den nyligen genomförda första motorflygningen på Mars med Nasa-helikoptern Ingenuity var fantastisk – inte bara för utforskningsfaktorn utan för att rotorbladen ger så lite lyft i den tunna atmosfären, vilket är ungefär 2 % av det på jordens yta. Dess motsats till denna tunna atmosfär är en dubbel uppsättning stora blad som roterar runt 2, 500 varv per minut, ungefär lika med en drönarrotorhastighet men mycket snabbare än en passagerarhelikopter.

    Medan Mars atmosfären är tunn, det är verkligen inte lugnt. Medelvindhastigheter på 30 km/h (20 mph) räcker för att flytta runt ytmaterialet, och tidiga observationer från vikingalandaren mätte vindhastigheter upp till 110 km/h (70 mph).

    Utsikten till höghastighets sand- och dammstormar kan tyckas vara ett stort problem för att utforska planeten, men atmosfären är tunn så trycket är litet. Till exempel, scenen i filmen The Martian där raketen blåser över skulle helt enkelt inte hända. Mars är också känt för att ha storskaliga dammstormar som skymmer sikten över ytan och kan pågå i veckor i taget.

    Mars före (vänster) och under (höger) en dammstorm. Kredit:NASA/JPL-Caltech/MSSS, CC BY

    4. Blixtnedslag på Jupiter

    1979, Voyager 1 flög förbi Jupiter och såg blixtnedslag. Sedan 2016, Juno-uppdraget utförde en djupgående titt på åskstormar på Jupiter.

    På jorden, det mesta av blixten är koncentrerad nära ekvatorn. Men på Jupiter innebär atmosfärens stabilitet att mest konvektion och turbulens uppstår nära polarområdena, det är där blixtnedslagen främst sker. Istället för den jordbaserade blixtgenereringsmetoden med underkylda vattendroppar som kolliderar med is, på Jupiter, en laddning byggs upp i snöbollar av ammoniak. Denna ammoniak fungerar som ett frostskyddsmedel för vattnet, hålla det flytande på mycket högre höjder.

    Jupiter har till och med mindre kända blixtar som kallas sprites och alver. Sprites bildas av blixtar som stiger upp från molnen mot den övre atmosfären och skapar ett kortlivat rödaktigt sken, medan alver är ringar som bildas när blixten slår ner och når den laddade delen av vår atmosfär (jonosfären). Dessa förutspåddes 1921, men fotograferades inte på jorden förrän 1989, främst på grund av att stormmoln är i vägen.

    Dessa så kallade transienta ljushändelser har nu observerats även på Jupiter, ger viktig information om den jovianska atmosfären samt hur dessa blixtformationer skapas och upprätthålls.

    Hur en sprite kan se ut i Jupiters atmosfär. Kredit:NASA/JPL-Caltech/SwRI, CC BY

    Även om det finns många olika möjligheter för väder på exoplaneter, den största utmaningen är att observera dem tillräckligt detaljerat för att identifiera vad deras atmosfär – om de har en – består av.

    Nästa upptäckt av ett exoplanetvädersystem kan vara jordliknande, det kan likna ett av exemplen ovan, eller så kan det vara något ännu mer otroligt.

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com