«Los conocimientos que obtenemos al pensar en las gotas de lluvia y las nubes en diversos entornos son clave para comprender la habitabilidad de los exoplanetas», dijo Robin Wordsworth, Profesor Asociado de Ciencias Ambientales e Ingeniería en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard John A. Paulson sobre un nuevo estudio del comportamiento de las gotas de lluvia en otros planetas que es clave no solo para revelar el clima antiguo en planetas como Marte, sino también para identificar planetas potencialmente habitables fuera de nuestro sistema solar. «A largo plazo, también pueden ayudarnos a obtener una comprensión más profunda del clima de la Tierra».
En el reciente papel dirigido por la estudiante graduada de Harvard Kaitlyn Loftus, los investigadores encontraron que las gotas de lluvia son notablemente similares en diferentes entornos planetarios, incluso planetas tan drásticamente diferentes como la Tierra y Júpiter.
Ciclo de vida de las nubes
«El ciclo de vida de las nubes es realmente importante cuando pensamos en la habitabilidad del planeta», dijo Loftus. “Pero las nubes y las precipitaciones son realmente complicadas y demasiado complejas para modelarlas por completo. Estamos buscando formas más sencillas de comprender cómo evolucionan las nubes, y un primer paso es si las gotas de nubes se evaporan en la atmósfera o llegan a la superficie en forma de lluvia ”.
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«La humilde gota de lluvia es un componente vital del ciclo de precipitación para todos los planetas», dijo Wordsworth, «si entendemos cómo se comportan las gotas de lluvia individuales, podemos representar mejor la lluvia en modelos climáticos complejos».
Los conocimientos que obtenemos al pensar en las gotas de lluvia y las nubes en diversos entornos son clave para comprender la habitabilidad de los exoplanetas ”, dijo Wordsworth. «A largo plazo, también pueden ayudarnos a obtener una comprensión más profunda del clima de la Tierra».
Un aspecto esencial del comportamiento de las gotas de lluvia, al menos para los modeladores climáticos, es si la gota llega o no a la superficie del planeta porque el agua en la atmósfera juega un papel importante en el clima planetario. Con ese fin, el tamaño importa. Demasiado grande y la gota se romperá debido a una tensión superficial insuficiente, independientemente de si es agua, metano o hierro líquido sobrecalentado, como en un exoplaneta llamado WASP-76b. Demasiado pequeña y la gota se evaporará antes de tocar la superficie.
Zona Ricitos de Oro usando tres propiedades
Loftus y Wordsworth identificaron una zona de Ricitos de Oro para el tamaño de las gotas de lluvia usando solo tres propiedades: forma de gota, velocidad de caída y velocidad de evaporación. Las formas de las gotas son las mismas en diferentes materiales de lluvia y dependen principalmente del peso de la gota. Si bien muchos de nosotros podemos imaginarnos una gota tradicional en forma de lágrima, las gotas de lluvia son en realidad esféricas cuando son pequeñas y se aplastan a medida que crecen hasta que adquieren una forma como la parte superior de un bollo de hamburguesa. La velocidad de caída depende de esta forma, así como de la gravedad y el grosor del aire circundante. La velocidad de evaporación es más complicada, influenciada por la composición atmosférica, la presión, la temperatura, la humedad relativa y más.
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Al tener en cuenta todas estas propiedades, Loftus y Wordsworth encontraron que en una amplia gama de condiciones planetarias, la matemática de la caída de gotas de lluvia significa que solo una fracción muy pequeña de los posibles tamaños de gota en una nube puede llegar a la superficie.
«Podemos utilizar este comportamiento para guiarnos mientras modelamos los ciclos de nubes en exoplanetas», concluyó Loftus.
El Daily Galaxy con Jackie Faherty, astrofísico, científico sénior con AMNH vía Harvard John A Paulson School of Engineering and Applied Sciences. Jackie fue anteriormente un Miembro del Hubble de la NASA en la Carnegie Institution for Science.
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