就像我们的皮肤不同于我们的骨骼一样 ， 行星大气中的分子在不同波长下是不透明或透明的 。 “无论是水、甲烷、氧气还是二氧化碳 ， 它们在不同波长的光下都有明显的不透明度 ， ”克雷德伯格说 。 “因此 ， 如果这颗行星在特定波长下看起来更大一点 ， 那么我们可以从那个波长向后工作 ， 试图推断出它的大气层中有什么 。 ”
但克努森说 ， 云阻碍了这一过程 。 “如果我们用 X 射线类比 ， 云有点像地球上的铅毯 。 你会看到一些看起来很没有特色的东西 。 ”
尽管如此 ， 根据行星的平均大气温度——天文学家可以根据恒星的亮度和行星与它的距离来估计——有可能推断出这些云可能是由什么组成的 ， 因为不同的温度不同 。 分子从气体凝结成液体 。
剑桥大学的天体物理学家和系外行星科学家杰克森说 ， 可能的温度范围很大 ， 这使得系外行星与我们的太阳系中的行星区分开来 。 “由于范围广 ， 化学成分的范围[比太阳系
要广得多 。 可能会发生更多的化学反应 。 ”
在地球上 ， 平均温度为 290 K ， 云主要由水组成 。 一些系外行星的大气温度在 400 K 到 900 K 之间 ， 温度足够高 ， 可以将盐和硫化物凝结成云 。 在大约 1400–2000 K（是太阳的三分之一热）时 ， 我们预计会看到熔融硅酸盐云——这种物质构成了地球一些海滩上的火山砂 ， 并用于生产玻璃 。 在像76b 这样更热的行星上 ， 估计达到 2400 K ， 云很可能是由液态铁构成的 。 已知最热的系外行星——2500+ K 的巨型超热木星在非常接近其恒星的轨道上运行——的大气是由刚玉制成的云的合适温度 ， 刚玉是一种在地球上形成红宝石和蓝宝石的结晶形式的氧化铝 。
韦克福德说：“这些确实是我们在地球上拥有的宝石和珠宝 ， 它们形成了云层 ， 并高高地漂浮在木星大小的世界的大气层中 ， 这些世界的恒星发出光芒 。 ” 她记得在得知这一点后 ， 她走过伦敦自然历史博物馆的宝石大厅 ， 试图想象晶体熔化并形成云 。 “这让我大吃一惊 。 ”
金属季风在 2020 年 ， 当时一组欧洲研究人员发表了一篇论文 ， 表明它不仅有铁云 ， 还有铁雨 。
就像我们自己的月球和许多非常接近恒星运行的行星一样 ， 76 b 被潮汐锁定 ， 这意味着行星的一侧总是面向恒星（白天） ， 另一侧总是背对着恒星（夜晚） 。 研究人员在 WASP-76 b 较热的白天而不是较冷的夜晚的大气中发现了铁原子的证据 ， 他们认为这意味着当风将原子带到地球周围时 ， 铁必须凝结成液滴 。 “我们看到铁 ， 然后我们看不到铁 。 所以它必须去某个地方 ， 我们期望的物理过程是下雨 ， ”没有参与这项研究的克雷德伯格说 。 “这是我所见过的关于系外行星天气的最令人信服的证据 。 ”
但德克萨斯大学奥斯汀分校的天体物理学家卡罗琳莫利警告说 ， 这种现象可能更加复杂 。 最近的研究 ， 包括与杰克森合作的一项研究 ， 研究了铁液滴如何形成的微观物理学 ， 发现该物质的高表面张力意味着它不容易从气体凝结成液体 。 莫利说 ， WASP-76 b 的铁现象可能还涉及其他一些过程——也许铁与地球大气中的其他一些化学物质相互作用 ， 这有助于它形成云 。
“从统计数据来看 ， 我相信有系外行星现在正在下雨 ， ”她说 。 “但我认为我们还没有看到其他行星上存在降雨的确凿证据 。 ”
脆同意了 。 “我们检测到的云 。 尚未检测到雨雪——但如果它们不在那里 ， 我会感到惊讶 。 这些是我们看到的系统的合乎逻辑的结果 。 ”
隐喻气象学所以当天文学家谈论系外行星可能下雨时 ， 这真的是我们所认为的雨吗？在遥远的空间背景下 ， 雨和云的概念甚至意味着什么？韦克福德说 ， 在某种程度上 ， 这都是一个隐喻 。
“我们必须接受这样一个事实 ， 即自然界的复杂性可能大大超出我们目前的想象 。 ”
在地球上 ， 雨、云和雪这些术语几乎都只适用于一种物质：水 。 “水是宇宙中最神奇的材料之一 ， ”韦克福德说 ， 但并非所有物质在经历压力或温度差异时都表现得像水 。 “因此 ， 当我们在 [水基
环境中构建这些非常陌生的云和雨雪时 ， 它会让我们想到的东西并不完全是物理学 。 ”
例如 ， 当您谈论比熔岩流更热的大气中的固体颗粒时 ， 像雪和冰雹这样的词可能会有点误导 。 “我倾向于用雨代替雪 ， ”韦克福德说 ， “因为雪对我们来说会唤起一种温度 ， 一种寒冷 。 雨可以定义许多不同类型的条件 ， 而雪对我们来说是非常冷的东西 。 这不是在这些非常热的行星上发生的事情 。 ”
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