系外行星HD 209458b上纷纷飘落着氧化钛“黑雪”。
据国外媒体报道,一觉醒来发现大地被白雪覆盖是一件令人惊奇的事情!但是在系外行星HD 209458b上可没有这么浪漫,那里下的是炽热的黑雪,大地酷似大火过后的森林。
系外行星HD 209458b属于“热木星”家族,“热木星”是距离其母星很近的一类巨大气态行星。相比之下,我们太阳系中的巨气体行星——木星和土星由于离太阳比较远,所以处于冰冷的状态。HD 209458b还是一颗被潮汐锁定(tidally locked)的行星,也就是说它的一面总是白昼,而另一面则总是处于黑夜。处于白昼的一面温度高达2000摄氏度,而处于夜晚的一面温度相对较低,大约在500摄氏度。
当然,在这样的星球上,雪花不可能由水凝结而成!由于两半球的巨大温差,导致大气环流在两半球之间不断交换物质和能量。这意味着,一些物质在白昼的一面处于气态,而流入到夜晚的一面则会冷却为固态,并以酷似“雪花”的形式纷纷落下。其中就有一类叫做氧化钛的物质。
虽然氧化钛仅仅是热木星大气层中的一小部分,但是这种化合物有能形成降雪的独特性质。关于热木星的旧模型显示,氧化钛在夜晚的天空凝结成雪花纷纷落下,然后就永远堆积在地面。法国科学家Vivien Parmentier说:“可以想象,如果地球上没有使雪花重新成为水蒸汽的机制,那么将不会再有降雪。”
现在,科学家建立了一个全新的计算机3D模型,来模拟热木星上物态的变化。新模型表明,降落的固态氧化钛可以重新变为气态进入大气,强烈的上升气流可以把它带入到高层大气。进入高层大气的氧化钛可以参与新一轮的降雪,从而形成持续不断的物质循环
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