Fuente: Pixabay / CC0 Public Domain
Un día, la humanidad puede estar en otro planeta habitable. Este planeta puede verse muy diferente a la Tierra, pero una cosa te resultará familiar: la lluvia.
En un artículo reciente, los científicos de Harvard encontraron que las gotas de lluvia son notablemente similares en diferentes entornos planetarios, incluso en planetas tan drásticamente diferentes como la Tierra y Júpiter. Comprender el comportamiento de las gotas de lluvia en otros planetas es clave no solo para descubrir el clima antiguo en planetas como Marte, sino también para identificar planetas potencialmente habitables fuera de nuestro sistema solar.
“El ciclo de vida de las nubes es realmente importante cuando pensamos en la habitabilidad de un planeta”, dijo Kaitlyn Loftus, licenciada en Ciencias Planetarias y de la Tierra y autora principal del artículo. “Pero las nubes y las precipitaciones son realmente complicadas y demasiado complicadas para modelarlas por completo. Estamos buscando formas más sencillas de comprender la evolución de las nubes, y el primer paso es si las gotas de las nubes se evaporan en la atmósfera o suben a la superficie en forma de lluvia ”.
“Una gota de lluvia modesta es un componente esencial del ciclo de lluvia para todos los planetas”, dijo Robin Wordsworth, profesor asociado de ciencias ambientales y de ingeniería en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard y autor principal del artículo. “Si entendemos cómo se comportan las gotas de lluvia individuales, podremos representar mejor la lluvia en modelos climáticos complejos”.
Un aspecto esencial de la preservación de las gotas de lluvia, al menos para los modeladores climáticos, es si la gota llega o no a la superficie del planeta, ya que el agua en la atmósfera juega un papel importante en el clima del planeta. Por eso, el tamaño importa. Una gota demasiado grande colapsará debido a una tensión superficial insuficiente, ya sea agua, metano o hierro líquido sobrecalentado, como en el exoplaneta WASP-76b. Demasiado pequeña y la gota se evaporará antes de golpear la superficie.
Loftus y Wordsworth identificaron la zona Ricitos de Oro para el tamaño de las gotas de lluvia usando solo tres propiedades: forma de gota, tasa de caída y tasa de evaporación.
Las formas de las gotas son las mismas en diferentes materiales de lluvia y dependen principalmente de la gravedad de las gotas. Si bien muchos de nosotros podemos imaginar la gota tradicional en forma de lágrima, las gotas de lluvia son en realidad esféricas cuando son pequeñas y, a medida que crecen, se aplastan hasta que adquieren una forma que se asemeja a la parte superior de un bollo de hamburguesa. La velocidad de descenso depende de esta forma, así como de la gravedad y el grosor del aire circundante.
La tasa de evaporación es más complicada y está influenciada por la composición de la atmósfera, la presión, la temperatura, la humedad relativa y más.
Teniendo en cuenta todas estas propiedades, Loftus y Wordsworth encontraron que en una amplia gama de condiciones planetarias, las matemáticas de las gotas de lluvia que caen significan que solo una fracción muy pequeña del tamaño posible de una gota en una nube puede alcanzar la superficie.
“Podemos utilizar este comportamiento para guiarnos en el modelado de los ciclos de nubes de exoplanetas”, dijo Loftus.
“Los conocimientos que obtenemos al pensar en las gotas de lluvia y las nubes en diferentes entornos son clave para comprender la habitabilidad de los exoplanetas”, dijo Wordsworth. “A largo plazo, también pueden ayudarnos a comprender mejor el clima de la Tierra”.
Proporcionado por la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard