На дневной стороне таких экзопланет стоит невыносимая жара: температуры настолько высоки, что металлы, в том числе железо, переходят в газообразное состояние и уносятся в составе сверхзвуковых ветров, опоясывающих весь мир. На более прохладной ночной стороне этот металлический пар охлаждается, сгущается в капли и возвращается обратно в виде железного дождя.
Астрономы относят эти миры к классу сверхгорячих юпитеров — это массивные газовые гиганты, обращающиеся на крайне малых расстояниях от своих звёзд. Их атмосферы находятся в состоянии яростного радиационного равновесия: дневная сторона поглощает мощнейшее излучение звезды, газ раскаляется так сильно, что тугоплавкие элементы вроде железа, титана и других металлов полностью переходят из твёрдых частиц в газовые атомы. Из‑за приливной фиксации одна полусфера всегда обращена к звезде, другая — в тень, и этот постоянный перепад температур превращает планету в глобальный тепловой двигатель.
Этот «двигатель» разгоняет высокоскоростные ветры, которые стремятся сгладить термодинамический контраст и переносят энергию и вещество с дня на ночь. Общие циркуляционные модели показывают, что испарённое железо сносится в сторону тёмной полусферы и там остывает. Как только температура падает ниже точки конденсации, пар осаждается на мельчайшие частицы, образуя металлические облака. Под действием гравитации из них выпадают капли — осадки, столь же реальные, как дождь на Земле, но основанные на иной химии и формируемые чудовищными градиентами энтропии.
Спектроскопические наблюдения с космических телескопов фиксируют на обожжённых дневных сторонах сигнатуры газообразного железа, а на ночных — намёки на его дефицит, что согласуется с циклом железного дождя. Каждое такое обнаружение расширяет представления об атмосферной физике далеко за пределы привычного водного цикла и заставляет климатические модели учитывать планеты, где аналогом гидрологического кругооборота служит металлический цикл, а прогноз погоды звучит так: «испарённое железо, местами ливни».
