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當沙塵暴出現在火星，當木星發生閃電，當天氣現象會(hui) 出現在別的行星上會(hui) 是什麽(me) 樣子？

圖解：一幅由藝術家創作的外星球WASP-76b的圖像，圖源：Frederik Peeters

這篇文章最初發表於(yu) 《對話》雜誌。 《對話》雜誌為(wei) Space.com的專(zhuan) 家之聲：Op-Ed & Insights提供了這篇文章。

當奧斯卡王爾德出說 "關(guan) 於(yu) 天氣的談話是沒有想象力的人最後的避難所 "這句話時，他沒有意識到地球以外的行星和衛星上的一些更極端的天氣。

自從(cong) 1992年人類發現第一顆係外行星以來，先後共發現了4000多顆圍繞在除我們(men) 自己的恒星運行的行星。

對係外行星的研究包括了： 試圖確定係外行星的大氣成分，這主要是為(wei) 了確定那裏是否可能存在生命的問題。在尋找生命的過程中，天文學家發現了大量潛在的生存世界。

下文通過四個(ge) 其他天體(ti) 上的怪異天氣的例子，來證明係外行星的大氣層可能有多大變化。

WASP-76b上的鐵雨

天文學家們(men) 發現了WASP-76，這是一顆大型高溫係外行星。WASP-76的表麵大約是木星的兩(liang) 倍，溫度高達4000華氏度（2200攝氏度）。這意味著很多在地球上是固體(ti) 的材料在WASP-76b上會(hui) 融化和蒸發，例如鐵。

一項特別有名的研究中所描述：在這顆行星白天的那一麵上，朝向它的恒星，這些鐵被變成了氣體(ti) 。它在大氣層中上升，並流向夜晚的一側(ce) 。

當這些氣態的鐵到達星球的夜間一側(ce) 時，那裏的溫度較低，鐵就會(hui) 凝結成液體(ti) ，然後落向表麵。這是目前唯一的例子，WASP-76的溫度變化足以讓它在夜間真的下鐵雨。

圖解： WASP-76b的夜景概念圖。這顆超熱的巨型係外行星有一個(ge) 白天，溫度達到4350華氏度（2400攝氏度）以上，高到足以使金屬汽化。強風將鐵蒸氣帶到較冷的夜麵，在那裏凝結成鐵滴。在圖片的左邊，是係外行星的晚間邊界，在那裏從(cong) 白天過渡到黑夜。圖源：ESO/M. Kornmesser

土衛六上的甲烷湖

與(yu) 其說土衛六是一顆行星，不如說它是土星的最大衛星。它非常有趣，因為(wei) 它有一個(ge) 相當大的大氣層，這對於(yu) 一個(ge) 圍繞行星運行的衛星來說是很罕見的。

在土衛六的表麵有著像地球上的河流液體(ti) 在流動。但與(yu) 地球不同的是，這種液體(ti) 不是水，而是不同碳氫化合物的混合物。在地球上，我們(men) 會(hui) 用這些化學物質（乙烷和甲烷）作為(wei) 燃料，但在土衛六上，由於(yu) 足夠寒冷，它們(men) 保持液態並形成湖泊。

人們(men) 認為(wei) 冰火山將這些碳氫化合物零星地作為(wei) 氣體(ti) 射入大氣中，形成雲(yun) 層，然後凝結成雨。但這種降水與(yu) 我們(men) 在地球上的陣雨不同，因為(wei) 它隻下了大約0.1%的時間，並且雨滴會(hui) 更大（約為(wei) 1厘米），並且由於(yu) 重力降低和阻力增加，落下的速度要慢五倍。

圖解：土衛六上的甲烷湖，圖源： NASA/JPL-Caltech

火星上的風

火星有著與(yu) 地球完全不同的天氣係統，主要是因為(wei) 火星十分幹燥，大氣層更為(wei) 薄。由於(yu) 沒有明顯的磁場，火星的大氣層向太陽的磁場開放，而太陽的磁場會(hui) 將上層大氣剝離。於(yu) 是留下了一個(ge) 稀薄的大氣層，主要由二氧化碳組成。

美國宇航局的直升機Ingenuity在火星上的首次動力飛行令人驚訝——不僅(jin) 因為(wei) 探索因素，而且因為(wei) 旋翼在稀薄的大氣層中提供的升力非常小，大約隻有地球表麵的2%。與(yu) 這種稀薄的大氣層相對應的是雙組大葉片，以每分鍾約2500轉的速度旋轉，大致相當於(yu) 無人機旋翼的速度，但比客運直升機快得多。

雖然火星的大氣層很薄，但它並不平靜。平均30公裏/小時（20英裏/小時）的風速足以使地表物質四處移動，維京號登陸器的早期觀測測量到的風速高達110公裏/小時（70英裏/小時）。

火星有大規模的沙塵暴而聞名，這些沙塵暴遮蔽了表麵的視線，並可能持續數周之久。所以高速沙塵暴的前景成為(wei) 了探索該星球的一個(ge) 主要問題，但因為(wei) 大氣層很薄，所以大氣層的壓力很小。例如，電影《火星人》中火箭被吹翻的場景根本不會(hui) 發生。

圖解：沙塵暴前（左）和沙塵暴期間（右）的火星，圖源：NASA/JPL-Caltech/MSSS, CC BY

木星上的閃電

1979年，旅行者1號飛過木星，見證了木星上閃電的襲擊。在2016年，朱諾任務對木星上的閃電風暴進行了深入的觀察。

在地球上，大部分的閃電都集中在赤道附近。但在木星上，大氣層的穩定性意味著大多數對流和湍流發生在極地附近，這也是閃電發生的主要地點。在木星上，閃電產(chan) 生的方式不是地球上的，而是過冷的水滴與(yu) 冰塊碰撞，在氨的雪球中積累電荷。這種氨作為(wei) 水的防凍劑，使其在更高的海拔地區保持液態。

木星甚至還有不太為(wei) 人所知的閃電，叫做鬼怪和精靈。鬼怪是由閃電形成的，它從(cong) 雲(yun) 層中上升到大氣層上部，並產(chan) 生短暫的紅色光芒，而精靈是當閃電擊中我們(men) 大氣層的帶電部分（電離層）時形成的環。這些在1921年就被預測到了，但直到1989年才在地球上被拍到，主要是由於(yu) 風暴雲(yun) 的阻擋。

圖解：一個(ge) 鬼怪在木星大氣層中可能是什麽(me) 樣子。圖源：Image credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI

BY：Ian Whittaker

FY：秋白

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