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2021-05-31外星球下什麼雨？和地球一樣嗎ಠ_ಠ？
618 期
Author 作者
羅億庭／下雨天就是要宅在家，本刊編輯。
身處在地球的我們，應該對於「降雨」這件事感到習以為常，但你知道外星球也會下雨嗎？這些落在外星球上的雨，跟地球的雨一樣嗎？
近期一篇刊載於《地球物理研究通訊》（Geophysical Research Letters）期刊上的新研究指出，雖然其他行星與衛星和地球的大氣化學組成成分不同，但落下的雨滴卻有著驚人的相似之處。
外星雨 vs. 地球雨
地球上的雨滴由水分子（H2O）組成，由於不同行星、衛星上的大氣組成與地球不同，其雨滴成分也會與地球相異。與地球同為類地行星的火星，會下二氧化碳雪或是乾冰；而金星上則會落下成分為硫酸（H2SO4）的雨！
讓我們再稍微往遠一點的星球前進，在木星會下氦（He）和成分為氨（NH3）的糊狀冰雹（mushy ammonia hailstones）；在土星最大的衛星－土衛六（Titan）上， 則會下甲烷（CH4）或液態天然氣。此外，科學家更推測海王星有可能下鑽石雨！而其他行星在
適合的條件下，也有可能落下液態鐵（Fe）或石英（quartz, SiO2）等特別的雨。
聽見下雨的聲音？
而這項研究中，研究團隊透過數學與物理分析，模擬各個星球的雨如何從雲層落下。若要成就一顆雨滴，我們必須考量三個關鍵因素：雨滴形狀、落下速率、蒸發速率。
當雨滴太大顆時，它會分裂成數個小顆的雨滴；但太小顆的雨滴，卻又會在成功落地前蒸發。那麼最佳的雨滴大小是多大呢？在分析了各個星球的大氣條件，例如溫度、氣壓、相對濕度、雲到地面之間的距離、行星引力後，研究團隊發現半徑小於十分之一毫米（mm）的雨滴會在落地前蒸發，而半徑大於數毫米以上的雨滴則會在落下前分裂成小雨滴。
雖然上述提到的行星與衛星，和地球具有截然不同的大氣組成，但其雨滴大小卻與地球非常相似。而當雨滴落在不同星球上時，會受到各自相異的引力影響，導致這些雨滴最終落地時形成的圓圈尺寸不同，引力越強則雨滴會越小，但仍維持在一個穩定的尺寸範圍內。如地球（g = 9.8 m/s2）的雨滴直徑大多是11.18毫米；木星（g = 24.8 m/s2）的雨滴直徑約為7.07毫米；土衛六（g=1.352 m/s2）的雨滴直徑則有29.96毫米之大。
相似的雨滴有什麼含義？
研究團隊猜測，這些不同星球間相似的雨滴大小，有可能和雨滴的表面張力和密度有關，但還有待更近一步的研究釐清。而這些關於外星球的降雨狀態模擬，可以讓科學家更理解外星球的氣候及大氣循環，更能協助他們解釋從太空望遠鏡觀測到的外星大氣狀態哦！
延伸閱讀
Kaitlyn Loftus & Robin D. Wordsworth, The Physics of Falling Raindrops in Diverse Planetary Atmospheres, Geophysical Research Letters, Vol. 126(4), 2021.