これらの惑星の「雨」は水ではなく宝石なのでしょうか？それは鉄ですか？

地球上のすべての動物と植物は雨がなければ生きられません。しかし、雨は地球だけの特権だと思っているなら、それは間違いです。科学者たちは、宇宙の多くの惑星で雨が降っていることを観察していますが、この雨は水ではないことがよくあります。

水が降らないなら、他に何が降るのでしょうか?雨は雲から降り、地球上の雲は水蒸気でできているので、地球上の雨は「水」です。地球以外にも多くの惑星や衛星が大気圏に覆われていますが、それらの大気を構成する物質は地球のものと大きく異なり、さまざまな種類の「雨」を形成しています。

金星：酸性雨

太陽系で最も明るい惑星である金星は、厚い雷雲に覆われており、その本当の姿を垣間見ることもできません。そのため科学者たちはかつて、金星は沼地と密林に覆われた湿潤な世界であると推測していました。

しかし現在では、科学技術の発展により、金星は大気が主に二酸化炭素と硫酸で構成されている岩石惑星であることがすでにわかっています。金星の大気中の硫黄酸化物などの酸性成分が凝縮して酸性の液体となり、金星の表面に降り注ぐため、金星酸性雨と呼ばれています。

金星の雲層の粒子の粒径は3つのレベルに分けられます。最も小さな粒子は直径 1 ミクロン以下で、あらゆる雲や霞の中に存在します。これらは、硫黄や塵、霧の破片などから構成される揮発性成分と非揮発性成分を含む複合粒子である可能性があります。直径 2 ～ 3 ミクロンのやや大きめの粒子が上層雲、中層雲、下層雲に存在し、硫酸または硫黄である可能性があります。直径7〜8ミクロンの最大の粒子は、中層雲と下層雲にのみ存在します。屈折率は1.44で、濃度は80%～85%の液体硫酸と考えられます。また、金星の大気中には塩酸やフッ化水素（腐食性ガス）なども存在します。このような状況では、金星に毎日降る雨は酸性雨になります。

しかし、この酸性雨は上層大気でのみ発生します。金星の表面から25キロメートルの高さまで落下すると、高温のため蒸発します。

火星: 二酸化炭素の雨

火星の大気は主に二酸化炭素、窒素、アルゴンで構成されており、非常に薄く、太陽からの熱は簡単に惑星から逃げてしまいます。

火星の大気の密度は地球のわずか1%で、そのうち水蒸気はわずか0.03%です。一方、水蒸気は地球の大気の約5%を占めています。火星は年間を通じて気温が低い（平均表面温度はマイナス 55 度、夏でも赤道付近の気温は 17 度にしか上がらない）という事実と相まって、火星の全体的な気候はおそらく地球の南極大陸と似ており、寒くて乾燥していると考えられます。

火星の大気中には硫化物や硝酸塩がほとんど含まれていないため、金星のような酸性雨は降りません。火星の雨は煙のような二酸化炭素の雨であり、雨というよりは霧や雪と表現した方が正確です。

しかし、火星の空気の質は非常に悪く、PM2.5は基準を大幅に超えており、大量の褐鉄鉱と磁鉄鉱が含まれています。二酸化炭素の雨が高高度から降ると、これらの塵粒子が凝結核になります。雨粒は大量のほこりに付着し、やがて泥となって地面に落ちます。これに、火星では欠かせない砂嵐や竜巻が加わり、泥だらけになる心配もなくなる。

木星：アンモニア結晶の雨

太陽から5番目の惑星である木星は、主に水素とヘリウムで構成された回転するガスの球体です。木星の表面は、色とりどりの雲の帯と斑点のタペストリーのように見えます。そして木星の中心には、水素の海に沈んだ固体の核があるかもしれない。

このガス惑星の「空」には、合わせて約 71 キロメートルに及ぶ 3 つの異なる雲層がある可能性がある。雲の最上層はアンモニアの氷でできており、中間層は硫化アンモニウムの結晶でできており、最内層は水、氷、蒸気でできている可能性があります。

したがって、木星の雨滴（または雪片）はアンモニア結晶から形成される可能性が高いが、木星表面の水素の海に落ちる前に、これらの氷の結晶は液化し、その後空気中に蒸発する。

土星：リングレイン

土星は太陽系のもう一つの巨大なガス惑星であり、木星と非常によく似た環境を持っています。土星の環は神秘的で美しいです。オレンジがかった黄色の土星は明るい環に囲まれており、星が点在する暗い空間で回転しています。

しかし、科学者たちは土星に雨が降っていることを発見しました。そして、その雨の源は「氷」でできた土星の環です。つまり、土星の環は徐々に消えつつあり、将来的には土星の環は存在しなくなるのです。

土星の環のほとんどは氷の粒子と氷の塊で構成されており、その多くは数ミクロンの大きさですが、中には数メートル四方の大きな塊もあります。科学者たちは、カッシーニ探査機から送られてきたデータに基づき、土星の磁場の影響で土星の環にある微粒子がプラズマ雲を生成し、太陽の紫外線や微小隕石の衝突を受けて帯電する可能性があることを確認した。その後、土星の重力によって磁力線に沿って引っ張られ、土星の上層大気に落ち続けます。最初は最も内側のリングから始まり、徐々に外側のリングへと拡大していきます。

カッシーニが検出した土星への環の物質の落下速度に基づき、研究者らは土星の環が形成されたのが1億年未満であり、「降雨」により土星の環は30分ごとにオリンピック標準プール1杯分の水を失い、3億年後には土星の環系全体が消滅すると推定している。つまり、土星の環が最も明るいときに見ることができるのは非常に幸運なことだ。おそらく、今日私たちが木星、天王星、海王星の周りに見ている暗いリング系は、それらの惑星が黄昏期に入った結果なのでしょう。

タイタン/天王星/海王星: メタンの雨

タイタンは土星の最大の衛星です。表面温度はマイナス179度と低い。濃いオレンジ色の大気と、その表面には大きな湖があります。しかし、これらの湖には水ではなく、液体メタンが含まれています。

タイタンの湖にある液体メタンが熱によって蒸発してガスになると、ガス状のメタンはマイナス203度の対流圏上部まで上昇し、その後冷えると再び液体メタンに戻り、メタンの雨となって降り注ぎます。液体メタンの一部は湖に戻り、その後蒸発して雨となって降り、このサイクルが何度も繰り返されます。

地球上の雨とは異なり、メタンの雨滴は大きく、雪片のようにゆっくりと落ちます。つまり、タイタンのメタンは地球で雪が降るときの光景に似ているのです。

天王星にもメタンの雨が降ります。天王星はガス惑星なので、表面も厚い雲に覆われています。いくつかの雲は主にメタンで構成されており、地球上の雷雲の拡大版によく似ています。これらの雲は天王星の上にそびえ立ち、鍛冶屋が使用する金床のような形をしています。天文学者らは、液体メタンの雨滴は雲から落ちるが、落下する途中で蒸発するだろうと述べている。同様に、海王星はメタンの氷とメタンの雨でできた雲を持つ、遠く離れた神秘的な惑星です。

OGLE-TR-56b: アイアンレイン

地球から4,900光年離れたいて座には、OGLE-TR-56bというコード名を持つ惑星がある。その公転周期はわずか 29 時間であり、つまりこの惑星での 1 年はわずか 29 時間です。

OGLE-TR-56b の大気は極めて高温で、摂氏 1700 度に達します。大気の組成は地球のそれとは大きく異なり、鉄原子で構成されています。時々、この液体鉄は鉄の雨となって地面に降り注ぎます。

HAT-P-7b: 宝石の雨

私たちは、何もせずに何かを得ようとする人々を皮肉るために、「空想のパイ」というフレーズをよく使います。タダのランチなど存在しないが、空からもっと良い宝物が降ってくるかもしれない。 「何でもあり」の広大な宇宙には、宝物を突然降らせてくれる惑星が本当に存在する！

コードネームHAT-P-7bのこの惑星は、ルビーやサファイアの主成分である酸化アルミニウムを豊富に含む大気を持っている。 HAT-P-7b の公転周期は自転周期と同じなので、片側は親星に固定され、常に親星を向いています。このため、惑星の親星に面した側の温度は摂氏 2500 度にも達しますが、親星から常に離れている側の温度は摂氏 1900 度になります。摂氏600度の温度差により、惑星は強風に襲われます。日当たりの良い側では、大気中の酸化アルミニウムは高温のため凝縮できません。しかし、日陰側では、酸化アルミニウムが凝縮してルビーやサファイアとなり、宝石の雨という壮観な光景を作り出します。

地球の暗黒面に雨が降ると、赤と青の「宝石」が世界中を飛び回る様子を想像してみてください。ワクワクしませんか？できるだけ早く金持ちになるという考えを捨ててください！ HAT-P-7b のダークサイドの温度は最高 1900 度で、地球から 1040 光年離れていることは言うまでもありません...そして、SF 映画「流転の地球」でさえ、4 光年離れたケンタウリ座に到達するのは困難です。 （著者：梁磊）