atmósfera primaria

Las atmósferas primarias comienzan a formarse durante las primeras etapas del desarrollo de un sistema solar. A medida que una estrella se forma a partir de una nube de gas y polvo en colapso, el material restante se aplana formando un disco giratorio alrededor de la estrella, conocido como disco protoplanetario . Este disco es rico en gases como el hidrógeno y el helio, que son los elementos más abundantes del universo. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Los planetas comienzan a formarse dentro de este disco mediante el proceso de acreción. A medida que el polvo y los materiales sólidos se unen para formar planetesimales y, finalmente, protoplanetas , estos cuerpos comienzan a ejercer fuerzas gravitatorias. La gravedad de estos protoplanetas en crecimiento atrae los gases circundantes del disco protoplanetario. ^{[ 3 ]} Los planetas más grandes, en particular los que se forman en las regiones exteriores más frías del disco, son capaces de atraer envolturas de gas más sustanciales, lo que lleva a la formación de atmósferas primarias densas. ^{[ 2 ]}

Los procesos de acreción de gas pueden verse influenciados por la masa y la temperatura del protoplaneta, así como por las condiciones químicas y físicas del disco planetario . La acreción puede depender de la radiación solar y el viento estelar de la estrella anfitriona, y de la temperatura y densidad de los gases circundantes en el disco planetario. ^{[ 3 ]} Un protoplaneta continuará acumulando gases en su superficie mientras haya recursos disponibles. Sin embargo, su atmósfera primaria puede perderse debido al inicio del escape atmosférico o la desgasificación de gases con bajos puntos de ebullición llamados volátiles . El escape atmosférico ocurrirá después de una intensa exposición a la radiación de rayos X y UV y al viento estelar , lo que impulsa a los gases a alcanzar una velocidad de escape terminal . ^{[ 3 ]} La atmósfera secundaria también puede iniciarse a partir de volátiles desgasificados del núcleo y el manto planetario, como el vapor de agua y el dióxido de carbono , o a partir de volátiles aportados durante colisiones. El desarrollo de una protoatmósfera depende de dónde se forme dentro del disco protoplanetario o después de que se disipe, lo que resulta en la formación de una atmósfera secundaria. ^{[ 2 ]}

La composición de una atmósfera primaria es principalmente hidrógeno y helio, con pequeñas cantidades de otros volátiles como vapor de agua, metano y amoníaco, dependiendo de la temperatura y la región del disco protoplanetario. Estas atmósferas suelen ser gruesas y extensas, envolviendo al joven planeta en una densa capa de gas. ^{[ 5 ]}

La capacidad de un protoplaneta para mantener su envoltura densa rica en hidrógeno/helio depende de la masa, la tasa de acreción, la temperatura y su posición dentro del disco planetario. La estructura y la masa de una atmósfera rica en hidrógeno también dependerán de las condiciones ambientales del disco, las tasas de suministro de energía y la opacidad de los granos de polvo. ^{[ 3 ]} Las atmósferas primarias son características de los planetas gigantes del Sistema Solar en comparación con los planetas terrestres , que son pobres en hidrógeno y delgados. ^{[ 2 ]} Los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno han mantenido una atmósfera primaria gruesa debido a su núcleo interno inestable. Su núcleo es inestable porque estos gigantes acumulan cuerpos gaseosos más rápido que cuerpos sólidos. Esto da como resultado que el hidrógeno y el helio compongan el 85% y el 60% de sus atmósferas respectivamente. ^{[ 3 ]} Los gigantes de hielo Urano y Neptuno , que tienen núcleos más pesados, son cada uno un 10% ricos en hidrógeno y helio. ^{[ 3 ]}