توصل تحليل جديد إلى أن قطرات المطر تتصرف بنفس الطريقة عبر مجرة درب التبانة. يجب أن ينطبق هذا سواء كنا نتحدث عن سيل الميثان على قمر زحل تيتان أو رذاذ من الحديد على كوكب خارج المجموعة الشمسية WASP 78b. بغض النظر عما تم تصنيعه ، ستكون أحجام القطرات قريبة دائمًا من الحجم نفسه.
تقول كايتلين لوفتوس:"يمكنك الحصول على قطرات المطر من الكثير من الأشياء". إنها عالمة كواكب في جامعة هارفارد في كامبريدج ، ماساتشوستس. قامت هي وزميلها في جامعة هارفارد روبن وردزورث بنشر معادلات جديدة لإظهار ما يحدث لقطرة المطر المتساقطة بعد أن تترك سحابة. تظهر النتائج التي توصلوا إليها في JGR Planets في أبريل .
كانت الدراسات السابقة قد نظرت في المطر في حالات محددة. ربما كانت دورة الماء على الأرض. أو ربما كانت أمطار غاز الميثان على قمر زحل تيتان. هذا التحليل هو الأول من نوعه للنظر في المطر المصنوع من أي سائل.
يقول عالم الفلك تريستان جيلوت:"يقترح هؤلاء المؤلفون شيئًا يمكن تطبيقه على أي كوكب". ويضيف:"هذا رائع حقًا". يعمل في مرصد كوت دازور. إنه في نيس ، فرنسا.
يمكن للسحب تسخين أو تبريد سطح الكوكب. تساعد الأمطار على تحريك العناصر الكيميائية والطاقة حول الغلاف الجوي وعبره. يرغب العلماء في فهم أجواء العوالم الأخرى ، بما في ذلك السحب والمناخ ، ولهذا ، يلاحظ جيلو أن فهم حجم المطر "شيء مطلوب حقًا".
قطرات المطر تتبع القانون
الغيوم معقدة. لا يفهم العلماء حقًا كيف ينمون ويتطورون ، حتى على الأرض. على الرغم من ذلك ، فإن قطرات المطر تحكمها بعض قوانين الفيزياء البسيطة. تميل القطرات المتساقطة لأي سائل إلى أن تأخذ نفس الشكل الكروي. ويعتمد معدل تبخر القطرة على مساحة سطحها.
يقول لوفتوس:"هذه في الأساس ميكانيكا الموائع والديناميكا الحرارية". وهي تقول ، "نحن نفهم جيدًا".
اعتبرت هي ووردزورث مجموعة متنوعة من الأمطار المختلفة. وشمل ذلك قطرات الماء على الأرض في وقت مبكر ، على المريخ الحديث وعلى كوكب خارجي غازي يسمى K2 18b. قد يستضيف هذا الكوكب الأخير سحبًا من بخار الماء. نظر الزوجان أيضًا في أمطار الميثان على تيتان ، و "كرات الأمونيا" على كوكب المشتري ، والأمطار الحديدية على كوكب خارجي عملاق يعمل بالغاز فائق السرعة يسمى WASP 76b. وجدت أن "كل هذه [الأمطار] المختلفة تتصرف بشكل مشابه". هذا لأنهم جميعًا يجب أن يتبعوا نفس قوانين الفيزياء.
وجد الزوجان أن العوالم التي تكون فيها الجاذبية أقوى تميل إلى إنتاج قطرات مطر أصغر. ومع ذلك ، فإن جميع قطرات المطر التي قاموا بتحليلها تقع ضمن نطاق ضيق. امتد نصف قطرها من حوالي عُشر المليمتر (بضعة أجزاء من الألف من البوصة) إلى بضعة مليمترات. وجدت لوفتوس ووردزورث أن القطرات التي تكبر كثيرًا ستنكسر عند سقوطها. في المقابل ، قد تتبخر القطرات الأصغر كثيرًا قبل أن تصل إلى الأرض (بالنسبة للكواكب التي لها سطح صلب ، على أي حال). من شأنه أن يحافظ على هذه الرطوبة في الغلاف الجوي.
في نهاية المطاف ، يرغب الباحثون في توسيع نطاق الدراسة لتشمل هطول الأمطار الصلبة ، مثل رقاقات الثلج والبرد. لكنها لن تكون سهلة. الرياضيات للقيام بذلك أصعب بكثير. تقول لوفتوس:"هذا القول المأثور بأن كل ندفة ثلج فريدة من نوعها صحيح".
هذه الدراسة الجديدة هي خطوة أولى نحو فهم هطول الأمطار بشكل عام ، كما يقول Björn Benneke في كندا. إنه عالم الفلك بجامعة مونتريال الذي اكتشف بخار الماء في الغلاف الجوي لـ K2 18b. ويقول إن فهم الأجواء الفضائية هو "ما نسعى إليه جميعًا". يريد علماء الفلك تطوير صورة عالمية إلى حد ما لكيفية عمل الغلاف الجوي والكواكب. من المهم ، كما يقول ، "ألا تكون متمركزًا حول الأرض تمامًا."
