15 май 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Законите на физиката ограничават размера на извънземните дъждовни капки

Размерът на дъждовните капки е сходен, независимо от какво са направени или на каква планета падат

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 21 април 2021 в 00:00 18870
Кредит: LUKE PETERSON/FLICKR (CC BY 2.0)

Земята има дъждовни капки вода, докато на Венера дъждът е от сярна киселина. На Юпитер валят капчици хелий. На Луната на Сатурн Титан вали метан. На Нептун и други газови гиганти може да падне диамантен дъжд. А в случая с екзопланета WASP-76b се смята, че дъждовните капки са направени от горещо течно желязо.

Но всички тези различни видове дъждовни капки имат нещо общо - размерът.

Ново проучване, водено от Кейтлин Лофтус (Kaitlyn Loftus) от Харвардския университет, публикувано от рецензираното списание American Geophysical Union,  предполага, че на която и да е планета или луна да пада дъждът, конкретните атмосферни и гравитационни ограничения поддържат размерите на дъждовните капки в диапазон, който е често срещан сред космическите обект. Лофтус коментира:

Има доста малък диапазон от стабилни размери, които могат да имат дъждовните капки с различен състав. Всички те са фундаментално ограничени да имат еднакъв максимален размер.

Кредит: Unsplash/ Reza Shayestehpour.

Например на малки скалисти планети като Земята, Венера или Марс учените обясняват в своята статия че:

... дъждовните капки с радиус по-малък от около една десета от милиметъра се изпаряват, преди да достигнат повърхността, а дъждовните капки с радиус по-голям от няколко милиметра се разпадат на по-малки капчици при падането им.

След това [изследователите] разглеждат как водните дъждовни капки ще падат върху много по-големи планети като Юпитер и Сатурн, които имат съвършено различна атмосфера. Сравнявайки съвременната Земя, древния Марс и тези по-големи планети, те откриват, че дъждовните капки пренасят водата през въздуха по подобен начин, макар състав на „въздухът“ силно да се различава на тези планети.

Дори когато дъждовните капки са съставени от различни течности, тези извънземни дъждовни капки не са толкова различни по размер от познатите водни дъждовни капки, според изчисленията на изследователите. Например най-големите метанови дъждовни капки на Титан са около два пъти по-големи от водните дъждовни капчици на Земята.

Когато изследват образуването на дъждовна капка, учените взеват предвид температурата, въздушното налягане, относителната влажност, разстоянието от облака до земята и силата на гравитационното привличане на планетата.

Те установяват, че извънземните течни капки - на планети, различни от Земята - ще достигнат максимум около шест пъти размера на водната дъждовна капка на Земята, в зависимост от силата на гравитационното поле на планетата. Планетите или спътниците с по-ниска гравитация могат да имат по-големи капки, докато планетите с по-силна гравитация биха произвели по-малки капки.

За самата дъждовна капка трите ограничаващи фактора са формата на падане, скоростта на падане и скоростта на изпаряване. Формата на капка зависи от теглото на дъждовната капка. Малките дъждовни капки са сферични, докато по-големите капки се смачкват във форма малка питка. Скоростта на падане зависи от формата на капката, силата на гравитацията и дебелината на атмосферата. Скоростта на изпаряване зависи от състава, налягането, температурата, относителната влажност и др. на атмосферата. Тези три ограничения поддържат дъждовната капка в рамките на размера, който ни е познат на Земята.

Където и да вали дъжд в Слънчевата система, капките имат сходни размери с тези, които падат на Земята. Инфографика: AGU .

Изучаването за извънземни дъждовни капки помага на учените да разберат условията в различните светове и как валежите играят роля в климата и хранителните цикли. Знанията, получени от дъждовните капки в нашата Слънчева система, могат да помогнат на учените да научат за обитаемостта на екзопланетите. Лофтус обяснява:

Жизненият цикъл на облаците е наистина важен, когато изследваме обитаемостта на планетата. Но облаците и валежите са твърде сложни, за да се моделират напълно. Търсим по-прости начини да разберем как еволюират облаците и първата стъпка е дали капките, падащите от облаци се изпаряват в атмосферата или достигат повърхността като дъжд.

На Земята дъждът, който не достига до земята, се нарича вирга. Кредит: Ron Ratliff

Справка: The Physics of Falling Raindrops in Diverse Planetary Atmospheres
Kaitlyn Loftus Robin D. Wordsworth, AGU
First published: 15 March 2021 https://doi.org/10.1029/2020JE006653 

Източник: Raindrops also keep fallin’ on exoplanets, Harvard


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.