O atmosferă primară este o atmosferă a unei planete care se formează prin acumularea de materie gazoasă din discul de acreție al stelei gazdă. Planete precum Jupiter și Saturn au atmosfere primare. Acestea sunt mult mai groase decât atmosferele secundare, cum este cea a Pământului. Atmosfera primară a fost pierdută pe planetele terestre din cauza unei combinații de factori, inclusiv temperatura suprafeței, masa atomilor și viteza de eliberare a planetei.

Procesul de formare a atmosferelor primare

Formarea discului protoplanetar Atmosferele primare încep să se formeze în primele etape ale dezvoltării sistemului planetar. Pe măsură ce o stea se formează dintr-un nor de gaz și praf aflat în colaps gravitațional, materialul rămas se aplatizează într-un disc rotativ în jurul stelei, cunoscut sub numele de disc protoplanetar. Acest disc este bogat în gaze precum hidrogenul și heliul, cele mai abundente elemente din Univers.

Acreția de gaze Planetele încep să se formeze în acest disc prin procesul de acreție. Pe măsură ce praful și materialele solide se agregă pentru a forma planetezimale și, ulterior, protoplanete, aceste corpuri dezvoltă câmpuri gravitaționale din ce în ce mai puternice. Gravitația protoplanetelor atrage gazele din mediul înconjurător. Planetele mai masive, în special cele formate în regiunile exterioare mai reci ale discului, pot acumula învelișuri gazoase mai substanțiale, ceea ce duce la formarea unor atmosfere primare groase.

Compoziție și caracteristici Compoziția unei atmosfere primare este dominată de hidrogen și heliu, cu cantități mici de alte substanțe volatile, precum vaporii de apă, metanul și amoniacul, în funcție de temperatura și regiunea discului protoplanetar. Aceste atmosfere sunt, în general, groase și extinse, învăluind planeta tânără într-un strat dens de gaz.

Detectarea CO2 în atmosferele exoplanetare și implicațiile pentru atmosferele primare Observațiile recente realizate cu telescopul spațial James Webb (JWST) au oferit informații importante despre compoziția atmosferică a exoplanetelor, relevante pentru înțelegerea atât a atmosferelor primare, cât și a celor secundare. Un exemplu notabil este detectarea dioxidului de carbon (CO2) în atmosfera exoplanetei WASP-39b. Această detectare, realizată prin spectroscopie de transmisie în intervalul de lungimi de undă 3,0–5,5 micrometri, a evidențiat o caracteristică de absorbție a CO2 la 4,3 micrometri, cu o semnificație de 26 sigma. Aceste rezultate sunt importante deoarece CO2 este un indicator al îmbogățirii în elemente grele („metalicitate”) a atmosferei și influențează modelele de formare a atmosferelor primare ale giganților gazoși.

Datele JWST sugerează că atmosfera planetei WASP-39b conține, pe lângă CO2, și apă, monoxid de carbon și hidrogen sulfurat, precum și nori cu opacitate moderată și cantități reduse de metan. Această compoziție este în concordanță cu modele unidimensionale care presupun o metalicitate de aproximativ zece ori mai mare decât cea solară și un echilibru radiativ-convectiv-termochimic. Prezența acestor gaze în atmosferele giganților gazoși fierbinți, precum WASP-39b, oferă indicii despre procesele care ar fi putut modela atmosferele primare ale planetelor masive similare din Sistemul Solar.

Note

Categorie:Atmosferă