На экзопланетах тоже идет дождь

Размер капель дождя может помочь идентифицировать потенциально обитаемые планеты за пределами нашей солнечной системы, - пишет eurekalert.org.

Однажды человечество может ступить на другую обитаемую планету. Эта планета может сильно отличаться от Земли, но одна вещь покажется вам знакомой - дождь.

В недавней статье исследователи из Гарварда обнаружили, что капли дождя удивительно похожи на разных планетных средах, даже на таких кардинально разных планетах, как Земля и Юпитер. Понимание поведения капель дождя на других планетах является ключом не только к раскрытию древнего климата на таких планетах, как Марс, но и к определению потенциально пригодных для жизни планет за пределами нашей солнечной системы.

«Жизненный цикл облаков действительно важен, когда мы думаем об обитаемости планет, - сказала Кейтлин Лофтус, аспирантка Департамента наук о Земле и планетах и ​​ведущий автор статьи. - Но облака и осадки действительно сложно устроены и их трудно полностью смоделировать. Мы ищем более простые способы понять, как облака развиваются, испаряются ли облачные капли в атмосфере или выпадают на поверхность в виде дождя».

«Скромная капля дождя является жизненно важным компонентом цикла выпадения осадков на всех планетах, - сказал Робин Вордсворт, доцент кафедры экологических наук и инженерии Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) и старший автор статьи. - Если мы поймем, как ведут себя отдельные капли дождя, мы сможем лучше представить осадки в сложных климатических моделях».

Важным аспектом поведения капель дождя, по крайней мере для разработчиков климатических моделей, является то, попадает ли капля дождя на поверхность планеты, потому что вода в атмосфере играет большую роль в планетарном климате. Здесь имеет значение размер капель. Слишком большая капля разобьется из-за недостаточного поверхностного натяжения, независимо от того, вода ли это, метан или перегретое жидкое железо, как на экзопланете под названием WASP-76b. Слишком маленькая испарится, прежде чем упадет на поверхность.

Лофтус и Вордсворт определили зону обитаемости по размеру капли дождя, используя всего три свойства: форму капли, скорость падения и скорость испарения.

Форма капель одинакова для разных дождевых материалов и в первую очередь зависит от того, насколько тяжела капля. Хотя многие из нас могут представить себе традиционную каплю в форме слезы, капли дождя на самом деле имеют сферическую форму: когда они маленькие, они сжимаются по мере роста, пока не приобретут форму, напоминающую верхушку булочки для гамбургера. Скорость падения зависит от этой формы, а также от силы тяжести и толщины окружающего воздуха.

Скорость испарения более сложна, она зависит от состава атмосферы, давления, температуры, относительной влажности и других факторов.

Принимая во внимание все эти свойства, Лофтус и Вордсворт обнаружили, что в широком диапазоне планетарных условий математика падения капли дождя означает, что только очень небольшая часть возможных размеров капель в облаке может достичь поверхности.

«Мы можем использовать это поведение, чтобы направлять нас при моделировании облачных циклов на экзопланетах», - сказал Лофтус.

«Понимание, которое мы получаем, размышляя о каплях дождя и облаках в различных средах, является ключом к пониманию обитаемости экзопланет, - сказал Вордсворт. - В долгосрочной перспективе они также могут помочь нам глубже понять климат самой Земли».

[Фото: ru.123rf.com/profile_trutta]