地球以外能看到雪景吗?

这张真彩火星北极的照片是美国航空航天局发射的“火星全球探勘者号”拍摄的 

过去的一周北半球许多地方陷入极寒和冰天雪地之中。不由让人好奇,地球以外的星球上有没有漫天雪花和皑皑雪野现象?未来人类可不可以在土星的卫星泰坦上堆个雪人呢?

地外雪景的想法并非天方夜谭,具备雪景的条件只需有低于摄氏零度的水和能形成雪花的凝结核即可。地外气象学的情况比这个更复杂些,但最新的太空科学研究证实了地外雪景的客观存在。

最有说服力的证据就在我们的隔壁——火星上。科学家们已多次观察到火星上的降雪,考虑到火星的平均温度是摄氏零下60度,有不少雪景也属正常。2008年,美国航空航天局发射的凤凰号(NASA Phoenix)在火星的北极着陆时,就落在了一片地球上已习以为常的蓬松物质——冰雪之上。

与此同时,在火星的南极区域,还常年带着一个固态二氧化碳(干冰)的冰盖帽子,2012年,科学家首次发现火星南极大气层中在下干冰雪。

尽管火星表面有稳定的降水层,但这个红色星球表面却很少有积雪,这是因为火星大气层非常薄,只有地球大气层厚度的1/100,因此液态水下落速度很慢,而且几乎瞬间就会蒸发。科学家们观察到火星的降雪云在大气层很高的位置,降雪还未落至地表就已经蒸发殆尽(这种情形地球上也屡有发生,叫做“雨幡”,是指雨滴在下降过程中不断蒸发,而在云层底部形成丝缕状的悬垂物)。

但火星表面终究还是有积雪的,根据发布在2017年末《自然地球科学》(Nature Geoscience)的文章指出,由于火星的昼夜温差可达摄氏111度。因此云内的湍流非常活跃和常见。巴黎皮埃尔和玛丽居里大学的行星科学家艾米·斯皮加(Aymeric Spiga)指出,这样的活跃的云层活动会导致强风,让降水云能在垂直面上以每秒10米的速度上升和下降,这是理想的风暴条件,可在晚上让雪迅速落在火星表面,不过这个雪景见不得阳光,因为天一亮就会被完全蒸发。

除了地球和火星,太阳系里还有哪里可以欣赏到雪景呢?2017年5月,科学家们发现在木星表面的上空有个低温涡状云层,云层会降下冰冻的水和氨气混合物,可以被认为是类似雪和冰雹。此外,根据美国航空航天局发射的伟大的卡西尼号探测器(NASA Cassini Probe)2011年传过来的数据表明,土星的第六大卫星土卫二恩克拉多斯(Enceladus)可能会成为地球以外最好的滑雪场。卡西尼目击了这个被冰覆盖的冰球表面喷发出来的冰晶落在表面,形成一个由超细冰晶体构成的斜面,可当成完美的障碍滑雪场。不过用地球的标准来看,这个滑雪场堆积的速度实在太慢了,每年只增加不到1/1000毫米的高度,如果想要形成落差100米的雪坡要等几千万年呢

木星上的大红班,由NASA和洛克希德共同发射的朱诺探测器(Juno)拍摄

有的地方下的不是雪,而是听上去挺奇怪的物质,比如太阳系外的开普勒13Ab是个大型的西外行星,比木星大六倍,距离地球有一千多光年,这个星球上会下二氧化钛,就是地球上我们用来当防晒霜的活性成分之一。而天王星和海王星就比较奢侈了,天上会下钻石雨!

卡西尼拍摄到的土卫二南极间歇泉盆地,从土卫二表面裂隙中喷出的水蒸气和冰块为这颗卫星提供了海洋的可能,被认为是寻找外星生命的重要线索。

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