قانون‌های فیزیک اندازه قطره‌های باران بیگانه را محدود می‌کند
 |
| برداشت هنری از سمت شب وسپ-۷۶بی، فراسیاره‌ای دوزخین با باران آهن مذاب. [درباره‌اش خوانده بودید: * جهنمی‌ترین سیاره‌ای که تاکنون یافته شده؛ سیاره‌ای فرا-داغ با باران آهن مذاب. تصویر در دو اندازه‌ی بزرگ، بزرگ‌تر |
* اندازه‌ی قطره‌های باران یکسان است، فرقی ندارد از چه ساخته شده باشند یا بر چه سیاره‌ای ببارند.
قطره‌های بارانِ بیگانه در کهکشان راه شیری چه از متان در تیتان، ماه سیاره‌ی کیوان باشند و چه از آهن در فراسیاره‌ی "وسپ-۷۶بی"، از هر جنس باشند رفتار یکسانی دارند. نخستین مدل کلی فیزیکی برای قطره‌های باران نشان می‌دهد که آنها همیشه تقریبا هم‌اندازه‌اند، از هر مایعی می‌خواهند باشند یا در هر هوایی (جَوی) می‌خواهند ببارند.
دانشمند سیاره‌ای، کیتلین لافتوس از دانشگاه هاروارد می‌گوید: «می‌توانید از چیزهای بسیاری قطره‌ی باران بسازید.» لافتوس در شماره‌ی آوریلِ "جورنال آو جئوفیزیکال ریسرچ: پلنتز" معادله‌های تازه‌ای را برای آنچه یک قطره‌ی باران از زمان جدا شدنش از ابر برایش رخ می‌دهد منتشرکرد. پژوهش‌های پیشین به بررسی باران در موارد ویژه‌ای مانند چرخه‌ی آب روی زمین یا چرخه‌ی متان در تیتان پرداخته بودند. ولی این نخستین پژوهشی‌ست که بارانِ ساخته شده از "هر مایعی" را در نظر می‌گیرد.
تریستان گیو از رصدخانه‌ی نیس فرانسه می‌گوید: «آنها چیزی را پیشنهاد می‌کنند که می‌تواند برای هر سیاره‌ای به کار رود. این براستی جالب است زیرا چیزی‌ست که برای شناخت آنچه در جوِ سیاره‌های دیگر می‌گذرد نیاز است.»
درک چگونگی پیدایش ابر و باران برای شناخت آب و هوای سیاره‌های دیگر مهم است. پوشش ابری می‌تواند سطح یک سیاره را هم گرم کند و هم خنک، قطره‌های باران به انتقال عنصرهای شیمیایی و انرژی در سرتاسر جو کمک می‌کنند.
ابرها پیچیده هستند. دانشمندان با وجود انبوه داده‌ها درباره‌ی ابرهای زمین، هنوز شناخت درستی از روند رشد و دگرگونی آنها ندارند.
ولی قطره‌های باران از چند قانون فیزیکی ساده پیروی می‌کنند. قطره‌های مایع به هنگام فرود، به شکل‌هایی یکسان پیش می‌روند، ویژگی مایع هر چه می‌خواهد باشد. نرخ تبخیر قطره‌ها هم بر پایه‌ی گستره‌ی سطحشان تنظیم می‌شود. به گفته‌ی لافتوس: «این اساسا [بر پایه‌ی] مکانیک شاره‌ها و دینامیک گرما (ترمودینامیک) است، چیزی که ما به خوبی می‌شناسیم.»
لافتوس و رابین وردزورث، دانشمند سیاره‌ای هاروارد باران در شکل‌های گوناگونی را در نظر گرفتند، از جمله آب در روزگار آغازین زمین، بهرام (مریخ) باستان و نیز در یک فراسیاره‌ی گازی به نام کی۲-۱۸بی که احتمالا ابرهایی از بخار آب دارد [درباره‌ی این سیاره اینجا خواندید: * کشف نخستین سیاره بیگانه‌ای که هم آب دارد و هم دمای مناسب زندگی].
آنها همچنین باران متان در تیتان، گلوله‌های خمیری آمونیاک در مشتری و آهن در غول گازیِ فراداغِ وسپ-۷۶بی را هم در نظر گرفتند. او می‌گوید: «همه‌ی این چگالنده‌های گوناگون رفتار یکسانی دارند [زیرا] با معادله‌های یکسانی اداره می‌شوند.»
این دانشمندان دریافتند که سیاره‌هایی با گرانش بیشتر گرایش به تولید قطره‌های کوچک‌تر دارند. با این وجود همه‌ی قطره‌های بررسی شده در دامنه‌ی به نسبت باریکی از اندازه‌ها جای می‌گیرند، با شعاع‌هایی از حدود یک دهم میلیمتر تا چند میلیمتر. لافتوس و همکارانش پی بردند که قطره اگر از این اندازه بسیار بزرگ‌تر شود، در هنگام فرود از هم می‌پاشد. اگر هم از این اندازه بسیار ریزتر شود، پیش از رسیدن به سطح بخار می‌شود (برای سیاره‌هایی با سطح جامد) و نمناکی خود را در جو نگه می‌دارد.
پژوهشگران دوست دارند پژوهش خود را به بارش‌های جامد مانند بلورهای برف و دانه‌های تگرگ هم گسترش دهند، هرچند که ریاضی در این زمینه پیچیده‌تر خواهد بود. لافتوس می‌گوید: «این گفته که هر یک از دانه‌های برف تک و بیمانند است گفته‌ی درستی‌ست.»
اخترشناس بیورن بنکه از دانشگاه مونترآل که بخار آب را در جَوِ کی۲-۱۸بی یافت می‌گوید: «این پژوهش نخستین گام در شناخت باران در کل است.» وی که در این پژوهش شرکت نداشت می‌افزاید: «این همان چیزی‌ست که همگی دنبالش هستیم. ایجاد گونه‌ای شناخت از چگونگی کارکرد جوها و سیاره‌ها، و نه فقط کاملا زمین-محور.»
--------------------------------------------
telegram.me/onestar_in_sevenskies
twitter.com/1star_7sky
instagram.com/1star.7sky
واژه‌نامه:
منبع: sciencenews
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر