地球上的动植物都离不开雨水,不过,如果你以为下雨只是地球的专利,那就错了。据科学家观测发现,宇宙中很多星球都会下雨,只不过,这些雨往往不是水。
下雨不下水,还能下什么呢?雨来自于云层,地球上的云层是由水蒸气构成的,所以地球的雨是“水”。而除地球外,还有不少行星、卫星也被大气层覆盖,只不过构成它们大气层的物质,和地球有巨大不同,这就形成了各式各样的“雨”。
金星:酸雨
太阳系中最耀眼的行星——金星,被厚厚的带有闪电的云层包裹,我们无法一窥其其实面目。所以科学家曾猜测,金星是遍布沼泽地和密林的潮湿世界。
但如今,随着科技的发展,我们已经知道金星是一颗岩质星球,其大气层主要由二氧化碳和硫酸等组成。金星大气中硫氧化物等酸性组分凝结成酸性液体降落到金星表面,称为金星酸雨。
金星云层中颗粒的粒度可分为3个级别。最小的颗粒直径为1微米或更小,存在于所有云层和薄雾中,可能是硫磺和尘雾碎屑组成的具有挥发性和非挥发性成分的复合颗粒;稍大的2~3微米直径的颗粒存在于上部、中部和下部云层中,可能是硫酸或硫磺;最大的7~8微米直径的颗粒仅存在于中部和下部云层中,其折射率为1.44,很可能是浓度为80%~85%的液态硫酸。此外,金星大气中还有盐酸、氟化氢腐蚀性气体等。在这种条件下,金星每天下的雨就是酸雨。
不过,这些酸雨只发生在大气层上层,当它们降落在金星表面25公里位置时,会因为高温而蒸发。
火星:二氧化碳雨
火星的大气主要由二氧化碳、氮气和氩气组成,非常稀薄,来自太阳的热量很容易逸出这个星球。
火星大气密度只有地球的1%,而且其中只有0.03%是水蒸气,而地球大气中水蒸气占比达到了5%左右。加上火星常年低温地表平均温度零下55摄氏度,即使是夏季,赤道附近气温也只能达到17摄氏度,所以火星整体的气候大概类似地球上的南极洲,寒冷而干旱。
火星大气中几乎没有硫化物或者硝化物,所以不会像金星那样降下酸雨。火星下的雨是烟气弥漫的二氧化碳雨,与其说是雨,不如说是雾或雪更加准确。
但是火星的空气质量非常差,PM2.5严重超标,包含大量褐铁矿和磁铁矿等。这些尘埃在二氧化碳雨从高空降落时,会成为其凝结核,雨滴粘连大量尘埃,最终变成泥浆砸在地上。再拌上火星上必不可少的沙尘暴和龙卷沙,我们就能尽情享受“泥旋风”了。
木星:氨晶雨
离太阳第五近的行星——木星,是一个不停旋转的气体球,主要由氢气和氦气组成。木星的表面看上去像是由五颜六色的云带和斑点组成的挂毯。而在木星的中心,也许存在一个固体核,淹没在氢气海洋之中。
这颗气态行星的“天空”中也可能有3层不同的云层,合起来跨度约为71公里。顶部的云可能是由氨冰构成,中间层可能是由氢硫化铵晶体构成,最内层可能由水、冰和蒸汽组成。
因此,木星上的雨滴或雪花很可能是由氨晶体形成的,但是在落到木星表面的氢气海洋上之前,这些冰晶就会液化,然后蒸发到空气中。
土星:“环”雨
土星是太阳系中另一个巨大的气体星球,环境与木星很相似。它的土星环奥秘而又美丽,橙黄色的土星被一道道璀璨的环围绕,在星光点点的黑暗宇宙中旋转。
但科学家们发现,土星上正在下雨,而雨的来源,就是这些由“冰”组成的土星环。换句话说,土星环正在慢慢消失,未来将不会再有土星环了!
土星环大部分由冰粒和冰块组成,很多可能是微米级别的,也有一些大块的有数米见方。根据卡西尼号探测器发回的数据,科学家们研究证实,在土星磁场的作用下,土星环中的微小粒子可以在太阳紫外线或微流星的轰击下,产生等离子体云而带电,然后被土星引力沿着磁场线拉动,不断地坠入土星上层大气层。首先是最里层的环,然后会逐步扩大到外层的环。
根据“卡西尼号”检测到的环物质落入土星的速度,研究人员估计,土星环大约是在不到1亿年前形成的,而“降雨”会让土星环每半个小时失去一个标准奥林匹克游泳池的水,整个土星的环系统将在3亿年后消失。也就是说我们非常幸运,能够在土星环最灿烂的时候看到它。或许我们目前看到的木星、天王星、海王星黯淡的环系统,正是它们已经步入暮年的结果。
土卫六/天王星/海王星:甲烷雨
土卫六泰坦是土星最大的卫星,表面温度低至零下179摄氏度,拥有厚厚的橘色大气层,表面有大片湖泊。不过这些湖泊里不是水,是液态甲烷。
当土卫六湖泊里的液态甲烷受热蒸发转化为气体后,气态甲烷将上升到零下203摄氏度的对流层顶,然后遇冷又变回液态甲烷,形成甲烷雨降落下来。有的液态甲烷会落回湖泊里,然后又被蒸发腾空,变成雨落下来,周而复始。
和地球上雨水不同的是,甲烷雨的雨点巨大,会像雪花那样缓慢地飘落。所以土卫六下甲烷就和地球下雪时的场景差不多。
天王星下的也是甲烷雨。作为一个气体星球,天王星的表面也覆盖着厚厚的云层。有些云团的主要成分是甲烷,看起来很像是地球上雷雨云的放大版本。这些云团耸立在天王星的上空,形状像铁匠使用的铁砧。天文学家说,液态甲烷雨滴会从云层中掉落下来,但在降落的过程中就蒸发了。与之类似的还有遥远而神奇的海王星,这颗气体星球的云层由甲烷冰组成,也下甲烷雨。
OGLE-TR-56b行星:铁雨
在距离地球4900光年的人马座,有一颗代号为OGLE-TR-56b的行星,它的公转周期仅为29小时,也就是说这颗星球的一年只有29个小时。
OGLE-TR-56b上的大气温度极高,可达1700摄氏度,大气层的成分与地球大相径庭,由铁原子构成。有时这些液态铁会落到地面上,形成铁雨。
HAT-P-7b行星:宝石雨
我们通常用“天上掉馅饼”来讽刺那些抱有不劳而获想法的人。不过天上虽然不会掉馅饼,却有可能掉其他更好的宝宝。在“一切皆有可能”的茫茫宇宙中,真的存在那么一颗会凭空掉落宝宝的行星!
这颗行星代号HAT-P-7b,它的大气中富含氧化铝,而氧化铝是红宝石和蓝宝石的主要成分。由于HAT-P-7b的公转周期与自转周期相同,所以它的一面被母太阳锁定,总是朝向母太阳。这就使得该星球面对母太阳这一面的温度高达2500摄氏度,而永远背对母太阳的那一面温度为1900摄氏度。600摄氏度的温差使得这颗行星狂风肆虐。在阳面时,由于温度过高,大气中的氧化铝无法凝结;而到了阴面,氧化铝就凝结成红宝石或者蓝宝石,形成宝石雨的奇观。
想象一下,当这颗星球阴面下雨时,铺天盖地的红蓝“宝石”将满世界飞舞,是不是很心动呢?趁早打消你发大财的想法吧!且不说HAT-P-7b的阴面也有高达1900摄氏度的高温,单说它和咱们的距离也有1040光年……而即使在科幻电影《流浪地球》中,咱们去4光年外的半人马星座都费劲呢!
宇宙中5颗奇特的系外行星,其表面的恶劣程度难以想象!
在我们的太阳系中一共有八颗行星围绕着太阳旋转,其中内侧四颗为岩石行星,外侧四颗为气态行星,不过行星并非是太阳独有,在宇宙中几乎每一颗恒星都拥有自己的行星,而这些行星被天文学家们称为系外行星。到目前为止,天文学家通过望远镜已经在宇宙中发现了超过5000多颗系外行星,而且在这数千颗系外行星中,还存在着远超出我们想象的奇特世界, 如有些行星的表面会下玻璃雨。有的会上演冰火两重天, 有的甚至还会逃离母星的控制,成为流浪行星,而今天便带你了解宇宙中奇特的5颗系外行星。1.HR 5183b行星HR 5183b行星是一颗气态巨行星,它距离我们大约为100光年,质量是木星的三倍,当时天文学家在发现它后,曾表示从未见过如此奇特的系外行星,因为它拥有奇怪的蛋形轨道,并且具有极高的偏心率,假如我们将他想象成太阳系的木星,那么其最远轨道能够达到海王星之外,可以想象到他的奇特之处。2.WASP-76bWASP-76b行星位于双鱼座方向,距离我们地球大约为630光年,他是一个绕着F型主序星运行的气态巨行星,其质量大约是木星的0.92倍,半径为木星的1.83倍,而它之所以独特是因为在它的表面会下铁雨,由于距离母恒星非常近,已经被潮汐锁定,因此它的一面总是朝向恒星,其白天温度高达2500C,以至于该行星上的铁元素都熔化成了气体。这些铁蒸气被强风吹到较冷的区域,并凝结成液滴形成铁雨。3.HD189733bHD189733b是一颗距离地球约63光年的系气态巨行星,质量比木星还要大13%,在2008年,天文学家通过偏振测量法测定,发现HD189733b的蓝色波段反照率高于红色,这意味着他看起来是一个美丽的蓝色星球。不过HD189733b虽然呈现出蓝色但并不是海洋,因为HD189733b表面温度极高,天文学家经过进一步分析发现,在它的大气层中富含硅酸盐,而这些硅酸盐在高温下熔化,然后形成了玻璃雨。这些玻璃雨在风速高达9000公里/小时的超音速风中呈弧形落下。4.开普勒10b开普勒-10b是开普勒望远镜发现被确认的第一颗岩质系外行星,距离地球大约为564光年,质量是地球的3.2倍左右,假如你能够置身于该行星表面会发现他这里如同地狱一般,由于距离主恒星非常之近,只有太阳至水星距离的20分之一,因此表面温度高达1300C,而在如此高温下,开普勒-10b上的铁和硅酸盐都成了熔岩状态,从而形成巨大的熔岩海洋。同时在强风的携带中,还会下熔岩金属雨5.流浪行星我们知道几乎每个行星都是围绕其母恒星运行,但在宇宙中也有特例。有些行星可能由于某种原因会逃离母恒星的引力控制,独自在寒冷的黑暗空间中徘徊。而这些行星被称为流浪行星,比如CFBDSIR2149便是一颗被恒星抛出的流浪行星。它的体积是木星的7倍,表面温度约为400摄氏度,是一颗只有5000万至1.2亿年历史的年轻行星,不过他是何种原因被抛出原来的行星系统,我们还不得而知!以上便是5个奇特的系外行星,看完不禁令人惊叹宇宙的奇妙和多样性。那么你觉得以上哪个最奇特呢,欢迎在下方评论留言!
科学发现:12.5光年外有一颗最近似地球的行星,或有外星人存在?
一百年来,科学家们采用越来越先进的仪器设备搜寻外星人,这些设备包括但不限于陆地和太空的各种类型天文望远镜、无人探测器等等,从近及远,希望在茫茫宇宙中找到知音。但一直都在失望中,太阳系没发现,远离太阳系亿万光年的深空也没发现。这至少说明了两个问题,一是就是在宇宙中生命和文明太稀有,知音难觅;二是人类的科技和探测水平还处于很低层次,无法发现即便近在咫尺的外星生命和文明。随着各种地面天文望远镜、太空望远镜的不断提升,科学家们的目光从太阳系内逐步转向太阳系外,寻找可能存在生命的行星。1992年美国阿雷西博天文台发现了第一颗太阳系外行星,迄今已经有5000多颗太阳系外行星被发现。科学家们按照地球生命孕育和存在条件来寻找地外星球的生命之源,即寻找所谓的宜居星球。地球是一颗具有岩石外壳的行星,这样才能够适宜生命在表面活动;其次地球存在液态水,海洋才是地球生命的摇篮。而适宜温度,是液态水存在的前提条件,目前地球平均气温约为15℃。科学家们认定这是目前认知生命存在的两个硬条件,系外行星如果具备这两个条件,就属于宜居星球。行星本身不发光发热,主要依靠恒星的辐射能量才能保持温度,这样宜居星球就至少要与主恒星保持一定距离,远了不行,近了也不不行;宜居星球还不能像太阳系木星、土星、天王星、海王星那样的气态行星,而是像地球、火星这样的岩石行星。符合这两个条件的行星极少,在已经找到的5000多颗太阳系外行星中,类地行星大约只有几百颗,宜居带行星只有几十颗。当然,除了以上最重要的两项条件,要让生命孕育和存活还有许多严苛的要求,这样科学家们弄了个地球相似度指数,英文为Earth Similarity Index,简称为ESI,就是根据行星半径、密度、质量、逃逸速度、表面温度、处在宜居带的位置等,通过公式量化打分,取值0~1之间,0代表完全不同,1代表完全相同。一般认为0.5分以下的行星是不适宜生命存在的,相似度越高,孕育和存在生命的可能性就越高。在我们太阳系,除了地球,还有三颗类地行星,它们的ESI值分别为:水星0.6,金星0.44,火星0.7。金星是距离地球最近的行星,且质量和地球差不多,又距离太阳系宜居带最近,为啥ESI反而只有0.44呢?这就是因为那里的大气和表面状态十分恶劣,被称为太阳系的地狱行星。而火星ESI值为0.7,是太阳系与地球相似度最大的行星,这也是科学家们正在努力奔赴火星,企图开发火星的原因。而太阳系外一些经过科学家们精挑细选出来的行星,却有不少高于火星ESI值的星球,如格利泽-832 c为0.81,开普勒-442 b为0.83,开普勒-62 e为0.83,格利泽-667 Cc为0.84,开普勒-438 b为0.88等。距离我们最近的恒星比邻星也有两颗行星,其中比邻星b的ESI值也高达0.86。而我们今天重点要说的这颗蒂加登星b星,ESI值竟高达0.95!这是迄今为止,科学家们在太阳系外发现与地球最接近的行星,说它是地球的表兄弟甚至亲兄弟都不为过,那么那里会存在蒂加登星人吗?现在开始说重点:蒂加登星b是一颗怎样的星球?2003年,科学家在白羊座发现一颗暗弱的恒星,被称为SO J025300.5+165258,距离我们12.5光年。这项发现是NASA一个研究小组在搜寻之前的小行星数据资料中意外找到的,由此就以这个研究小组组长、NASA天体物理学家博纳尔·蒂加登的名字命名,被称为蒂加登星。为了方便读者理解,这里简要说一下系外行星的命名规则。一般来说就是在发现的恒星后面加上小写字母a以后的英文字母,a一般用于恒星,不用于行星。因此某恒星系统第一颗被发现的行星就被称为某恒星b,其次就类推为c、d、e、f、g…等等。蒂加登星现在发现了两颗行星,被分别命名为蒂加登星b和蒂加登星c,我们要说的ESI值达到9.5的行星就是蒂加登星b。为什么其与地球相似度这么高呢?首先,其公转轨道处于蒂加登星的宜居带,因此其表面温度适宜,这样,这颗星表面就很可能存在着液态水;其次,这颗星是一颗类地行星,其大小约地球的1.05倍,也就是个头质量与地球差不多,生命承受的重力也与地球相当。这是宜居星球最重要的两项指标,蒂加登星b都符合,通过计算其ESI值达到惊人的9.5。但因此就认为那上面一定会有我们的知音,就有些过于乐观了。实际上,蒂加登星b还有许多与我们地球不一样的条件,有些甚至令人细思极恐。蒂加登星b的主恒星蒂加登星是距离太阳最近的恒星之一,排在第24位。但这颗恒星很小,是一颗红矮星,质量只约太阳的8.9%,表面温度只有约2600度,不到太阳的一半,光度只有太阳的约十一万分之一,视星等为15.4等,距离人类肉眼能看到的6等星亮度差了5757倍,因此很晚才被发现。由于恒星很小,亮度热度较低,其行星为了获得可保存液态水的温度就必须距离恒星较近,因此在所谓宜居带的蒂加登星b距离蒂加登星就只有约0.025天文单位,约375万公里,也就是约为地球与太阳距离的0.025倍,约水星与太阳距离的十六分之一。根据蒂加登星的亮度和温度,在这样一个距离相当在我们太阳系的地球和金星轨道之间,正好是在宜居带,让蒂加登星b的表面气温能够保持在0摄氏度以上,理论上应该比地球更热一些,具备存在液态水的条件。但这种距离不可避免可能会发生两个事件:其一,蒂加登星强大的引力潮汐力很可能早就将蒂加登星b潮汐锁定了,就像月球被地球潮汐锁定一样,永远一面朝着主星;其二,强大的恒星风让蒂加登星b的大气很难保留。这样,蒂加登星b会成为一个冰火两重天的世界,朝着主恒星的一面处于永远的白天炽热状态,水被蒸发殆尽,而背着主恒星的一面则永远处于黑暗的冰封酷寒中,连大气都被冻结。而且,许多红矮星都是耀星,所谓耀星就是恒星上每天会出现几次超级耀斑爆发,紫外辐射会瞬间增强几百乃至上万倍,在耀斑爆发的几分钟内,恒星都会由红色变成蓝色,这种强烈的紫外辐射会杀死行星上一切生命,同时吹跑行星大气。大气和地磁是地球生命保护的双重铠甲,蒂加登星b没有了大气和地磁保护,将受到来自蒂加登星的强烈辐射,生命很难存活。而且,这样近的距离让绕蒂加登星公转一圈只需约117个小时,每秒线速度约56公里。也就是如果那里真的有蒂加登星人,他们约4.9个地球日就过了一年。当然,由于已经被潮汐锁定,就没有了一年四季,倒也感觉不到一年的寒暑变化。那么,蒂加登星b在这样的环境下会有生命存在吗?现在还是个未知数,也只能是个未知数。因为人类现在的观测水平还很弱,无法看清那里的一切,甚至根本看不到蒂加登星b的存在,只是通过大型天文望远镜分析恒星的光变和引力摄动,来估计那里的情况。如果要证实那里到底有没有蒂加登星人,最好的办法就是到那附近去看一看。可惜,现在人类的航天速度还处于蜗牛时代,虽然无人探测器通过行星引力弹弓效应已经达到了秒速200公里,但载人航天的速度还只能勉强达到第二宇宙速度,也就是每秒11.2公里。如果要飞出太阳系,至少要达到第三宇宙速度,即每秒16.7公里。如果载人航天在短期内达到第三宇宙速度,按每秒17公里的速度飞到蒂加登星去,一切都顺利的话,旅途也要22万年;即便无人探测器200公里秒速,飞往蒂加登星也需要18700多年。因此,要去蒂加登星看一看的愿望,在今天还只能是个不切实际的梦。这样,那里有没有蒂加登星人,就无法定论了。不过科学家通过分析,认为那里的生命存在条件并没有上述说的那么悲观,主要原因如下:1、蒂加登星的年龄至少已经有80亿岁了,这样比太阳就大了约35亿岁,作为红矮星年轻气盛的耀星时期已经过去了,恒星运行已经平稳多了,因此对蒂加登星b就友好多了,不至于有那么恶劣的辐射环境。2、即便蒂加登星的大气被吹跑了,又没有地磁保护,但只要有海洋存在,同样可以孕育和生存生命,因为海洋可以隔离和吸收辐射,生命可以生存在深水里。3、即便被潮汐锁定,一面固定对着恒星,另一面永远得不到光照,但如果有空气流动的话,依然能够传递热量,让背面也能感受到温暖;而且,在晨昏带,就是白天与黑夜的交界处,还有一圈恒温带,完全适宜生命存在。4、相对太阳这样的黄矮星,红矮星寿命超长,因此具有让生命稳定生存很长的时期,这个时间长达几百上千亿年,蒂加登星寿命可达万亿年。而太阳寿命只有100亿岁,而且让地球生命宜居的时间只有10~15亿年。5、现在的蒂加登星b比地球年龄大了35亿岁,如果蒂加登星人像人类一样的时间出现,现在文明已经有35亿年了,那是何等先进的文明啊。所以,科学家们还是看好那里的生命,更期盼着那里出现文明。如果那里真的存在高级别文明,我们去不了,说不定哪天蒂加登星人就来到我们面前呢。