遠(yuǎn)在天邊的云，居然是由沙子構(gòu)成的...
在遙遠(yuǎn)星球上的。。。沙云。。。
4個褐矮星，從最熱到最冷（從左到右）。中間的兩顆褐矮星的溫度范圍，適合硅酸鹽云的形成，因此基本上是沙云。（圖片來源：NASA/ JPL-Caltech）
沙云 — — 奇異世界
地球上的云，是由空中漂浮的水滴、冰晶組成。
但是你知道嗎，在遙遠(yuǎn)的星球上，有由沙子組成的云?。?/p>
在這些奇異的大氣中，云是由微小塵埃顆粒硅酸鹽組成的。
一項研究表示，他們首次觀察到這些沙云是如何形成的。溫度是關(guān)鍵，它需要很熱，但卻不能太熱。
褐矮星和系外行星上的沙云
無論是羽毛型的卷云，還是矗立的雷暴云，我們星球上的云都是由水與冰組成的。
太陽系中的其他行星都有不同種類的云：火星上既有水冰云，也有二氧化碳云；木星的高空云，由氨和氫硫化銨組成。
更奇特的是，一些遙遠(yuǎn)星球的天空中存在沙云，它是由硅酸鹽巖石形成的礦物質(zhì)組成的。
天文學(xué)家已經(jīng)在一些太陽系外的行星和褐矮星上，發(fā)現(xiàn)了這些沙云存在的印記。
褐矮星也是一種奇異的天體，質(zhì)量比行星還大。
基于現(xiàn)斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡（已退役）數(shù)據(jù)研究，加拿大安大略省西部大學(xué)的科學(xué)家們觀察了硅酸鹽云是如何在褐矮星上形成的。
該研究結(jié)果發(fā)表在同行評審期刊《皇家天文學(xué)會月報》上。
沙云是如何形成的
各種類型的云的形成方式都大同小異，那就是 — — 一種關(guān)鍵成分變暖或變熱到足以蒸發(fā)。
在地球上，冰?？梢哉舭l(fā)并形成水蒸氣云；在其他行星上的云（如火星和木星）可以由不同的成分形成（包括氨、鹽甚至硫）。
但是硅酸鹽云，也就是沙云，只能在炎熱的星球上形成，這是因為硅酸鹽需要非常高的溫度才能蒸發(fā)。
研究表明，該物質(zhì)所需的大氣溫度大約在1000攝氏度（1900華氏度）到1700攝氏度（3100華氏度）之間，而且高于這個范圍的溫度時，硅酸鹽仍然是蒸汽。
在其他星球上，云是如何形成的呢？
雖然這項研究涉及的是褐矮星，但研究人員表示，他們的結(jié)果同樣可以拓展到其他系外行星上。
這一發(fā)現(xiàn)為不同行星上云的形成提供了線索，那些在大小、質(zhì)量和溫度上與地球更接近的行星，也是如此。
研究報告的合著者、西安大略大學(xué)的斯坦·梅切夫表示: “了解褐矮星和可以形成硅酸鹽云的行星的大氣，也可以幫助我們了解在大小和溫度上與地球更接近的行星的大氣中會看到什么?！?/p>
當(dāng)溫度范圍在3100華氏度（1700攝氏度）到1900華氏度（1000攝氏度）之間時，硅酸鹽云可以在褐矮星上形成。
如果太熱，硅酸鹽就會蒸發(fā)；如果太冷，就會變成“雨”，沉入大氣層深處。
（圖片來源：NASA/ JPL-Caltech）。
雖然褐矮星算不上行星，但其大氣層與一些氣體巨型星極其相似。
因此，研究這些行星上的大氣過程，可以為了解氣態(tài)巨型系外行星的大氣提供線索。
加拿大安大略省西部大學(xué)的Genaro Suarez，是這項褐矮星硅酸鹽云新研究的首席研究員。
（圖片來源：加拿大安大略省西部大學(xué)）
依靠斯皮策望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家已經(jīng)掌握了褐矮星上存在硅酸鹽云的一部分證據(jù)。
然而，這部分證據(jù)有些很薄弱，缺乏有力的證明，因此，現(xiàn)在全面運行的韋伯望遠(yuǎn)鏡將更仔細(xì)地觀察這些褐矮星。
舊數(shù)據(jù)，新分析
這項新研究建立在先前分析的基礎(chǔ)上，獲得了新的結(jié)果。
研究人員選擇了先前100多個邊緣硅酸鹽云，并據(jù)褐矮星的溫度對它們進(jìn)行了分組。
天文學(xué)家已經(jīng)設(shè)定了一個預(yù)測的溫度范圍，在從1900華氏度（1000攝氏度）到3100華氏度（1700攝氏度）
內(nèi)，褐矮星上應(yīng)該形成硅酸鹽云。
事實上，之前所有的探測都在預(yù)測的溫度范圍內(nèi)，因此證明，那些褐矮星上存在硅酸鹽云。
Genaro Suarez說: “我們不得不挖掘斯皮策望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)來尋找這些褐矮星，那里有一些硅酸鹽云的跡象，我們不知道會發(fā)現(xiàn)什么；一旦我們有了正確的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們會非常震驚?！?/p>
褐矮星的質(zhì)量，位于行星和恒星之間。（圖片來源：NASA/加州理工學(xué)院/ R。赫特（IPAC））
我們還不知道褐矮星真面孔，但有證據(jù)表明，有些褐矮星有條紋狀的大氣層，就如木星。
這是一顆名為Luhman 16A的褐矮星的藝術(shù)家概念圖。
（圖片來源：加州理工學(xué)院/ R。赫特（IPAC））
超出范圍的大氣呢？
研究人員發(fā)現(xiàn)，在更熱的大氣中，硅酸鹽會蒸發(fā)；在更冷的大氣中，它們要么變成“雨”，要么沉低。
木星上的硅酸鹽云？
它與木星的關(guān)系很有趣。
如前所述，木星的云層由氨和氫化銨組成，它也可能有硅酸鹽云，就像棕矮星一樣。
科學(xué)家們推測，它們可能存在于這顆巨大行星濃密的大氣層深處。
那里的溫度，足以供足它們的形成條件。
我們所能看到的大氣層頂部，溫度太低，也不適合它們的存在。
總結(jié): 加拿大安大略省西部大學(xué)的科學(xué)家發(fā)表了一項新研究，報道了褐矮星、氣態(tài)巨型系外行星的大氣中如何形成沙云（硅酸鹽），提出了對這兩種大氣的新見解。
BY:Paul Scott Andersonand
FY:Alina Zhu
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選文：天文志愿文章組-
翻譯：天文志愿文章組-Alina Zhu
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.原文來自：https://earthsky.org/space/clouds-of-sand-silicates-brown-dwarfs-exoplanets/
注意：所有信息數(shù)據(jù)龐大,難免出現(xiàn)錯誤,還請各位讀者海涵以及歡迎斧正.
本文由天文志愿文章組- Alina Zhu翻譯自文章作者Paul Scott Andersonand的作品,如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán),請在作品發(fā)布后聯(lián)系作者刪除.
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