地球有水雲,高溫系外行星則有矽酸鹽成分砂雲
https://technews.tw/2022/07/28/exoplanet-sand-cloud-has-silicates/ 為了解高溫系外行星形成矽酸鹽雲(砂雲)機制,天文學家研究棕矮星,發現矽酸鹽雲只能於固定溫度範圍形成。
地球常見到雲,水隨溫度改變有三態變化,造雲機制相對簡單,水在地表以固態冰或液態水存在,溫度增高水受熱蒸發,形成大氣自由漂浮氣體,但溫度變冷後凝結成小水滴或冰晶形成雲。由於不同行星溫度及化學成分不同,其他行星形成不同類型的雲,如木星以富含氨的雲層聞名。
長期以來,天文學家預估部分系外行星會形成矽酸鹽雲,矽酸鹽是行星砂及岩石的構成物質,研究人員認為矽酸鹽雲形成機制與水雲類似,只是矽酸鹽雲溫度更高。
研究人員為了了解機制,分析NASA史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope,SST)早期觀測的棕矮星紅外線資料,棕矮星介於恆星及行星,研究人員分析100多顆棕矮星,並根據溫度分組,發現矽酸鹽雲適合形成的預估溫度範圍約1,000~1,700°C(約1,900~3,100°F)。溫度高於預估範圍時,矽酸鹽雲會蒸發;溫度低於預估範圍時,矽酸鹽雲將從大氣下沉。研究發表於《皇家天文學會月報》。
研究人員認為矽酸鹽雲存在木星大氣層深處,受大氣壓力影響,深處溫度比雲頂溫度高許多,矽酸鹽雲不能升更高,因高層溫度低,矽酸鹽雲將凝結下沉,不會保持雲狀態。如果地球大氣層頂溫度升高數千度,則地球氨和氫硫化銨雲就會蒸發,矽酸鹽雲可能會在大氣層頂部形成。
部分系外行星為1,000~1,700°C,基於這項研究,天文學家認為這類星球可能都有矽酸鹽雲