Em astronomia , uma atmosfera (do grego ἀτμός, vapor, ar e σφαῖρα, esfera ) é, em sentido amplo, a camada externa de um planeta ou estrela , consistindo principalmente de gases neutros e íons (ou plasmas ).
O limite externo da atmosfera nunca é claro, não é possível indicar um lugar preciso onde a atmosfera terminaria e onde começaria o espaço interplanetário . Ele é arbitrariamente fixado na altitude em que a maioria das moléculas é muito rápida para ser retida pela gravidade e escapar para o espaço. O limite interno é a transição com estado condensado (de composição diferente ou não); é claro, mas nem sempre sabemos sua posição exata.
Estrelas e gigantes gasosos ( Júpiter e Saturno ) são constituídos essencialmente por hidrogênio e hélio , na forma de gases (gigantes gasosos) ou plasma (estrelas) nas partes externas e a uma profundidade significativa (em relação ao raio). Mais profunda para baixo, o H 2 -Ele mistura está num estado condensado.
Os gigantes de gelo ( Urano e Netuno ) consistem principalmente de água , metano e amônia , mas têm uma atmosfera densa composta principalmente de hidrogênio e hélio.
Os planetas terrestres que são Terra , Vênus , Marte , bem como três satélites de planetas gigantes ( Titã , Enceladus e Tritão ) têm uma atmosfera menos significativa, composta por moléculas mais pesadas que hidrogênio e hélio.
Outros corpos celestes em sistema solar têm uma atmosfera muito fina composta de sódio (a Lua e Mercúrio ), oxigênio ( Europa ) ou enxofre ( Io ). O planeta anão Plutão também possui um envelope gasoso quando está mais próximo do Sol , mas esses gases são solidificados na maior parte de sua órbita.
A temperatura e a pressão variam de um ponto a outro de uma estrela, planeta ou satélite, e de acordo com sua meteorologia . No entanto, esses valores são de grande importância em muitos processos químicos e físicos , especialmente no que diz respeito às medições. É necessário, portanto, definir " condições normais de temperatura e pressão " (CNTP), referindo-se o termo "normal" a " padrão " (valor arbitrário de referência aceito por consenso), e não "usual". Também é conhecido como "temperatura e pressão normais" (TPN). Muitos valores são fornecidos para essas condições.
Também falamos de "condições ambientais". O termo "ambiente" é ambíguo, uma vez que a temperatura "normal" depende do clima e da estação do ano. Portanto, também é necessário definir a noção de "temperatura ambiente e condição de pressão".
Isso leva à definição mais geral de "atmosfera padrão". Na verdade, a temperatura e a pressão atmosférica variam de acordo com a posição no globo, a altitude e o momento (estação, hora do dia, condições climáticas locais , etc. ). Portanto, é útil definir os valores “normais” de pressão e temperatura em função da altitude.
A fórmula de nivelamento barométrico descreve a distribuição vertical das moléculas de gás na atmosfera da Terra e, portanto, a variação da pressão com a altitude.
Isso é chamado de gradiente de pressão vertical, mas que só pode ser descrito matematicamente como aproximações, devido à dinâmica do clima na baixa atmosfera. Na Terra, como uma primeira aproximação, podemos assumir que próximo ao nível do mar, a pressão diminui em um hectopascal quando a altitude aumenta em 8 metros.
Para um geólogo , a atmosfera é um agente evolutivo essencial para a morfologia de um planeta. O vento carrega poeira que corrói o relevo e deixa depósitos. A geada e a precipitação, que dependem da composição, também moldam o relevo. Para o meteorologista , a composição da atmosfera determina o clima e suas variações. Para o biólogo , a composição está intimamente ligada ao surgimento da vida e sua evolução.
O problema da existência e composição da atmosfera também surge para os exoplanetas . O primeiro gigante gasoso conhecido fora do Sistema Solar, Osiris , foi descoberto em 1999; sua atmosfera contém oxigênio e carbono .
A composição inicial da atmosfera de um planeta depende das características químicas e da temperatura da nebulosa mãe durante a formação do sistema planetário . Posteriormente, a composição exata da atmosfera de um planeta depende da química dos gases que o compõem e das entradas de gás pelo vulcanismo . As interações entre esses diferentes gases dependem da temperatura e dos tipos de radiação solar que atingem o planeta.
Portanto, Marte e Vênus provavelmente tinham água, líquida ou em forma de vapor, mas a fotodissociação causada pelos raios ultravioleta os transformou em hidrogênio e oxigênio . Eventualmente, os gases mais leves escapam, dependendo da massa e da temperatura do planeta, resultando em uma composição final diferente de um planeta para outro:
A atmosfera de um planeta é, portanto, influenciada por sua massa, sua distância do Sol e as interações de seus componentes químicos ao longo de um período de mais de 4 bilhões de anos. Por outro lado, o vento solar , formado por partículas ionizadas muito energéticas, rasga os elementos mais leves por colisão; esse efeito é diminuído quando o planeta possui um campo magnético capaz de desviar a maior parte do vento solar (é o caso da Terra, mas não de Vênus). Ainda assim, partículas carregadas podem escapar de um planeta magnetizado ao longo das linhas do campo magnético nas regiões polares. Contando todos os processos de escape importantes, descobrimos que o campo magnético não protege um planeta de escape atmosférico.
Finalmente, a vida é um fator importante na composição da atmosfera. Ao introduzir reações químicas que não existiam entre os gases originais, a biosfera modifica a composição independentemente das características específicas do corpo celeste. Por exemplo, na Terra, vamos citar a produção de O 2por plantas de clorofila e a reciclagem deste oxigênio em CO 2 por um grande número de organismos vivos.
Corpo | Atmosfera | Foto | Temperatura 1 ( K ) | Pressão 1 ( atm ) | Dihidrogênio (H 2) ( hidrogênio para o Sol) | Hélio (He) | Dinitrogênio (N 2) ( nitrogênio para o Sol) | Oxigênio (O 2) ( oxigênio para o Sol) | Dióxido de carbono (CO 2) | Metano (CH 4) | Vapor de água (H 2 O) | Argônio (Ar) | Neon (Ne) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
sol | Atmosfera do Sol | 4.000 a 8.000 | 0,125 | 90,965% | 8,889% | 102 ppm | 774 ppm | - | - | - | - | 112 ppm | |
Vênus | Atmosfera de Vênus | 732 | 90 | - | 0,002% | 3,5% | - | 96,5 % | - | 0,002% | 0,007% | 0,0007% | |
terra | Atmosfera da Terra | 288 | 1 | 0,5% | 0,0005% | 78,1 % | 20,9 % | 0,04% | 0,0002% | 0,001% a 5% |
0,93% | 0,002% | |
Março | Atmosfera de Marte | 223 | 0,006 | - | - | 1,89% | 0,15% | 96 % | - | 0,03% | 1,93% | 0,0003% | |
Júpiter | Atmosfera de Júpiter | 170 | - | 86 % | 13 % | - | - | - | 0,1% | 0,1% | - | - | |
Saturno | Atmosfera de Saturno | 130 | - | 96 % | 3% | - | - | - | 0,4% | 0,0005% | - | - | |
Urano | Atmosfera de Urano | 59 | - | 83 % | 13 % | - | - | - | 1,99% | - | - | - | |
Netuno | Atmosfera de Netuno | 59 | - | 80 % | 19 % | - | - | - | 1,5% | - | - | - | |
Titã | Atmosfera de Titã | 95 | 1,45 | 0,1% a 0,2% |
- | 98,4 % | - | - | 1,6% | - | - | - | |
Encélado | Atmosfera de Enceladus | 75 | vestígio | - | - | 4% | - | 3,2% | 1,6% | 91% | - | - | |
(1) Para os planetas telúricos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte), Titã e Enceladus, a temperatura e a pressão são fornecidas na superfície. Para gigantes gasosos (Júpiter e Saturno) e gigantes de gelo (Urano e Netuno), a temperatura é fornecida quando a pressão é de 1 atm . Para o Sol, a temperatura e a pressão são as da base da fotosfera e a composição é a da fotosfera. |
Corpo | Atmosfera | Temperatura ( K ) | Pressão | Hidrogênio (H) | Carbono (C) | Oxigênio (O) | Sódio (Na) | Vapor de água (H 2 O) | Monóxido de carbono (CO) | Dióxido de carbono (CO 2) | Metano (CH 4) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
HD 209458 b | Atmosfera de HD 209458 b | ? |
1 bar em 1,29 R J 33 ± 5 milibares em T = 2200 ± 260 K |
detectou | detectou | detectou | detectou | detectou | detectou | - | detectou |
HD 189733 b | Atmosfera de HD 189733 b | ? | ? | - | - | - | - | detectou | - | - | detectou |
Devido ao seu pequeno tamanho (e, portanto, baixa gravidade), Mercúrio não tem uma atmosfera substancial. Sua atmosfera extremamente fina consiste em uma pequena quantidade de hélio seguida por vestígios de sódio, potássio e oxigênio. Esses gases vêm do vento solar , da decadência radioativa, dos impactos de meteoritos e da desintegração da crosta de Mercúrio. A atmosfera de Mercúrio é instável e está em constante renovação, pois seus átomos escapam para o espaço devido ao calor do planeta.
VênusA atmosfera de Vênus é composta principalmente de dióxido de carbono . Ele contém pequenas quantidades de nitrogênio e outros oligoelementos, incluindo compostos à base de hidrogênio , nitrogênio , enxofre , carbono e oxigênio . A atmosfera de Vênus é muito mais quente e densa do que a da Terra, embora seja mais estreita. Enquanto os gases de efeito estufa aquecem a camada inferior, eles resfriam a camada superior, resultando na criação de termoesferas compactas. De acordo com algumas definições, Vênus não tem estratosfera.
A troposfera começa na superfície e se estende até uma altitude de 65 quilômetros (uma altitude na qual a mesosfera já foi alcançada na Terra). No topo da troposfera, a temperatura e a pressão atingem níveis semelhantes aos da Terra. Os ventos de superfície são de poucos metros por segundo, atingindo 70 m / s ou mais na alta troposfera. A estratosfera e a mesosfera se estendem de 65 km a 95 km acima do nível do mar. A termosfera e a exosfera começam a cerca de 95 km e acabam atingindo o limite da atmosfera, entre 220 e 250 km .
A pressão do ar na superfície de Vênus é cerca de 92 vezes a da Terra. A enorme quantidade de CO 2presente na atmosfera cria um poderoso gás de efeito estufa , que aumenta a temperatura para cerca de 470 ° C , uma atmosfera mais quente do que qualquer outro planeta do Sistema Solar.
MarçoA atmosfera marciana é muito fina e consiste principalmente de dióxido de carbono , com um pouco de nitrogênio e argônio . A pressão superficial média em Marte é 0,6 - 0,9 kPa , em comparação com cerca de 101 kPa para a terra. Isso resulta em uma inércia térmica muito menor e, como resultado, Marte está sujeito a fortes marés térmicas que podem alterar a pressão atmosférica global em até 10%. A finura da atmosfera também aumenta a variabilidade da temperatura no planeta. As temperaturas na superfície de Marte são variáveis. Eles podem experimentar baixas de cerca de -140 ° C durante os invernos polares e aumentos de até 20 ° C durante os verões.
Entre as missões Viking e Mars Global Surveyor (MGS), Marte exibe "as temperaturas atmosféricas mais frias ( 10 - 20 K ) observadas durante os anos do periélio em 1997 e 1977". Além disso, "a atmosfera do afélio global em Marte é mais fria, menos empoeirada e mais nublada do que o relatado na climatologia Viking estabelecida", com "temperaturas do ar geralmente mais frias e menor concentração de poeira atualmente. Décadas em Marte em comparação com o período estudado pelo Missão Viking. O Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), em um conjunto de dados menor, não mostra aquecimento na temperatura média global e até mostra um possível resfriamento. “O radiômetro MCS (Mars Climate Sounder) MY mede que 28 temperaturas são em média 0,9 (dia) e 1,7 K (noite) mais frias do que os espectrômetros TES (infravermelho térmico) MY 24 medem. “De uma perspectiva local e regional, entretanto, as mudanças do tipo 'buraco de Gruyère' na camada congelada de dióxido de carbono no Pólo Sul de Marte, observadas entre 1999 e 2001, sugerem que o tamanho da calota polar Sul está diminuindo. Mais observações recentes indicam que o Pólo Sul de Marte continua a derreter. "Ele evapora ao mesmo tempo e a uma taxa fenomenal", disse Michael Malin , principal investigador da Mars Orbiter Camera. Os buracos no gelo estão ficando maiores em cerca de 3 metros por ano. Michael Malin diz que as condições em Marte não estão levando à formação de um novo gelo. Um site sugeriu que isso reflete "mudança climática em curso" em Marte . Vários estudos sugerem que este pode ser um fenômeno local e não global fenômeno.
Para Colin Wilson, as variações observadas são causadas por irregularidades na órbita de Marte. William Feldman especula que o aquecimento pode vir do fato de que Marte está emergindo de uma era do gelo . Outros cientistas afirmam que o aquecimento se deve a mudanças no albedo causadas por tempestades de poeira. O estudo prevê que o planeta pode continuar a aquecer, como resultado do feedback .
terraApós a solidificação da Terra, após a desgaseificação das rochas, o CO 2 era muito mais abundante do que hoje, permitindo assim um efeito estufa muito maior, semelhante a Vênus e Marte. Este efeito permitiu manter uma temperatura média próxima à de hoje (~ 15 ° C ). Com o tempo, a intensidade do Sol aumentou e o nível de CO 2 diminuiu devido ao ciclo do carbono que transformou parte do gás na forma de rochas carbonáticas.
Atualmente, apenas traços de CO 2 são encontrados no ar. Além disso, o intenso desenvolvimento da vida na Terra (cerca de 2 bilhões de anos atrás) favoreceu o aumento do oxigênio na atmosfera graças à fotossíntese das plantas. O ciclo do carbono e o desenvolvimento da vida explicam que nossa atmosfera atual é composta principalmente de nitrogênio N 2 e oxigênio O 2 .
Os quatro planetas fora do sistema solar são os planetas gigantes gasosos . Eles compartilham algumas semelhanças atmosféricas. Todos eles têm atmosferas compostas principalmente de hidrogênio e hélio e que se misturam no interior do líquido a pressões superiores ao ponto crítico , de forma que não há uma demarcação clara entre a atmosfera e o corpo do planeta.
JúpiterA atmosfera superior de Júpiter é composta de cerca de 75% de hidrogênio e 24% de hélio em massa, e então 1% de outros elementos restantes. O interior contém materiais mais densos com uma distribuição de aproximadamente 71% de hidrogênio, 24% de hélio e 5% de outros elementos em massa. A atmosfera contém vestígios de compostos de metano , vapor de água , amônia e silício . Também há vestígios de carbono , etano , sulfeto de hidrogênio , néon , oxigênio , fosfina e enxofre . A camada externa da atmosfera contém cristais de amônia congelada, provavelmente sobrepostos a uma fina camada de água .
Júpiter é coberto por uma camada de nuvens com cerca de 50 km de espessura. As nuvens são compostas de cristais de amônia e, presumivelmente, de hidrossulfeto de amônio. As nuvens estão localizadas na tropopausa e são organizadas em faixas de diferentes latitudes , conhecidas como trópicos. Estes são subdivididos em "zonas" com tonalidades mais claras e "cintos" com tonalidades mais escuras. As interações opostas desses padrões de circulação atmosférica causam tempestades e turbulências . A característica mais conhecida da camada de nuvens é a Grande Mancha Vermelha , uma tempestade permanente de alta pressão localizada 22 ° ao sul do equador, que é mais larga que a Terra. Em 2000, uma feição atmosférica se formou no hemisfério sul, ambas semelhantes à Grande Mancha Vermelha na aparência, mas menores em tamanho. O filme foi batizado de Oval BA e apelidado de Red Spot Junior (a pequena mancha vermelha).
As observações do Red Spot Jr. sugerem que Júpiter pode estar passando por um episódio de mudança climática global. Este fenômeno é considerado parte de um ciclo climático global de 70 anos caracterizado pela formação relativamente rápida e subsequente erosão lenta de redemoinhos, bem como sua fusão ciclônica e anticiclônica na atmosfera de Júpiter. Esses vórtices facilitam a troca de calor entre os pólos e o equador. Se eles sofreram erosão suficiente, a troca de calor é bastante reduzida e as temperaturas circundantes podem sofrer uma mudança de até 10 K , com o resfriamento dos pólos e o aquecimento do equador. A forte diferença de temperatura resultante desestabiliza a atmosfera e, portanto, leva à criação de novos vórtices.
SaturnoA atmosfera externa de Saturno é composta por cerca de 93,2% de hidrogênio e 6,7% de hélio. Traços de amônia, acetileno , etano, fosfina e metano também foram detectados. Muito parecido com Júpiter, as nuvens superiores de Saturno são compostas por cristais de amônia, enquanto as nuvens inferiores são compostas por Hidrossulfeto de Amônio (NH 4 SH) ou água.
A atmosfera de Saturno é semelhante à de Júpiter em vários planos. Possui bandas semelhantes às de Júpiter e, às vezes, apresenta formas ovais por muito tempo, causadas por tempestades. Uma formação de tempestade comparável à Grande Mancha Vermelha de Júpiter, a Grande Mancha Branca, é um fenômeno de curta duração, formando-se ao longo de um período de 30 anos. Este fenômeno foi observado pela última vez em 1990. No entanto, tempestades e bandas são menos visíveis e ativas do que as de Júpiter, devido à presença de névoas de amônia sobrepostas na troposfera de Saturno.
A atmosfera de Saturno possui várias características incomuns. Seus ventos estão entre os mais rápidos do sistema solar, com dados do Programa Voyager indicando ventos de leste de 500 m / s . É também o único planeta que possui um vórtice polar quente e o único planeta além da Terra onde nuvens do tipo olho (ciclones) foram observadas em estruturas semelhantes a furacões.
UranoA atmosfera de Urano é composta principalmente de gás e vários gelos. Ele contém aproximadamente 83% de hidrogênio, 15% de hélio, 2% de metano e vestígios de acetileno. Muito parecido com Júpiter e Saturno, Urano tem uma camada de bandas de nuvens, embora não seja facilmente visível sem a ajuda de imagens otimizadas do planeta. Ao contrário dos gigantes gasosos maiores, as baixas temperaturas da camada superior de nuvens de Urano, que podem cair até 50 K , fazem com que as nuvens se formem a partir do metano em vez da amônia.
Foi observada menos atividade de tempestades na atmosfera uraniana em comparação com as atmosferas de Júpiter ou Saturno, devido à presença de névoas de metano e acetileno em sua atmosfera, fazendo com que pareça um globo opaco e azul claro. Imagens tiradas em 1997 pelo Hubble (telescópio espacial) mostraram a atividade de tempestades na parte da atmosfera resultante do inverno de Urano de 25 anos. A falta geral de atividade de tempestades pode estar relacionada à ausência de um mecanismo interno de geração de energia em Urano, uma característica única entre os gigantes gasosos.
NetunoA atmosfera de Netuno é semelhante à de Urano. Ele contém cerca de 80% de hidrogênio, 19% de hélio e 1,5% de metano. No entanto, a atividade meteorológica em Netuno é muito mais ativa e sua atmosfera é muito mais azul do que a de Urano. Os níveis atmosféricos superiores atingem temperaturas em torno de 55 K , permitindo que nuvens de metano se formem em sua troposfera, dando ao planeta sua cor azul ultramarina. Nas profundezas da atmosfera, as temperaturas estão constantemente aumentando.
Netuno tem sistemas meteorológicos extremamente dinâmicos, incluindo algumas das velocidades de vento mais rápidas do sistema solar, que se acredita serem gerados pelo fluxo de calor interno. Ventos específicos na faixa da região equatorial podem atingir velocidades em torno de 350 m / s , enquanto sistemas de tempestades podem ter ventos de até 900 m / s , aproximadamente a velocidade do som na atmosfera de Netuno. Vários sistemas de tempestade significativos foram identificados, incluindo a Grande Mancha Escura, um sistema de tempestade ciclônica do tamanho da Eurásia, o Scooter, uma nuvem branca ao sul da Grande Mancha Escura, bem como a Pequena Mancha Escura, uma tempestade ciclônica ao sul de Netuno.
Netuno , o planeta mais distante da Terra, ganhou brilho desde 1980. O brilho de Netuno está estatisticamente correlacionado com sua temperatura estratosférica. Hammel e Lockwood levantaram a hipótese de que a mudança no brilho inclui um componente de variação solar, bem como um componente sazonal, embora eles não tenham encontrado uma correlação estatisticamente significativa com a variação solar . Eles afirmam que a resolução deste problema será esclarecida por observações do brilho do planeta nos próximos anos: uma variação nas latitudes subsolares deve resultar em um esmagamento e uma diminuição no brilho, enquanto um forçamento solar deve resultar em esmagamento seguido de maior realce do brilho.
Sabe-se que dez das muitas luas do sistema solar têm atmosferas: Europa , Io , Calisto , Enceladus , Ganimedes , Titã , Reia , Dione , Tritão e a Lua da Terra . Ganimedes e Europa têm atmosferas muito ricas em oxigênio, que se acredita ser produzido pela radiação que separa o hidrogênio e o oxigênio da água gelada presente na superfície dessas luas. Io tem uma atmosfera extremamente fina composta principalmente de dióxido de enxofre (SO 2), resultante do vulcanismo e sublimação térmica dos depósitos de dióxido de enxofre causados pela luz solar. A atmosfera de Enceladus também é muito fina e variável, consistindo principalmente de vapor de água, nitrogênio, metano e dióxido de carbono liberado do interior da Lua através do crio - vulcanismo . Acredita-se que a atmosfera de Calisto, extremamente fina e composta de dióxido de carbono, se renova por sublimação térmica a partir de depósitos superficiais.
Lua TitãTitã tem de longe a atmosfera mais densa de todas as luas. A atmosfera titânica é na verdade mais densa do que a da Terra , que atinge uma pressão superficial de 147 kPa - uma vez e meia a da Terra. A atmosfera é 98,4% de nitrogênio , e os 1,6% restantes são metano e traços de outros gases, como hidrocarbonetos (incluindo etano , butadiino , propino , cianoetino , acetileno e propano ) seguido por argônio , dióxido de carbono , monóxido de carbono , cianogênio , cianeto de hidrogênio e hélio . Hidrocarbonetos são acreditados para formar na atmosfera superior do Titan através de reacções que resultam da dissolução de metano por ultravioleta da radiação a partir do Sol , produzir uma névoa de laranja espesso. Titã não tem campo magnético e às vezes orbita a magnetosfera de Saturno, expondo-se diretamente ao vento solar . Ele pode ionizar e transportar moléculas para fora da atmosfera.
A atmosfera de Titã apresenta uma camada de nuvem opaca que obstrui as peculiaridades de sua superfície, em comprimentos de onda visíveis. A névoa pode ser observada na imagem certa contribui para o anti-estufa (em) e reduz a temperatura refletindo a radiação solar fora do satélite. A densa atmosfera bloqueia a luz nos comprimentos de onda mais visíveis do Sol e de outras fontes que alcançam a superfície de Titã.
TritãoTritão , a maior lua de Netuno, tem uma atmosfera muito leve composta de nitrogênio e pequenas quantidades de metano. A pressão atmosférica tritoniana é de aproximadamente 1 Pa . A temperatura da superfície é de pelo menos 35,6 K , a atmosfera de nitrogênio está em equilíbrio com o gelo de nitrogênio na superfície de Triton.
A temperatura absoluta de Triton aumentou 5% entre 1989 e 1998. Um aumento semelhante na temperatura na Terra seria equivalente a um aumento de cerca de 11 ° C ( -6,7 ° C ) na temperatura em nove anos. “Pelo menos desde 1989, o Triton vive um período de aquecimento global. Em termos percentuais, é um grande aumento. " Disse James Elliot , que publicou o relatório.
Newt está se aproximando de uma temporada de verão excepcionalmente quente, que ocorre uma vez a cada poucos séculos. James Elliot e seus colegas acreditam que a tendência de aquecimento de Tritão pode ser o resultado de mudanças sazonais na absorção de energia solar por suas calotas polares. Uma hipótese ligada a esse aquecimento indica que ele resulta em uma modificação dos cristais de gelo em sua superfície. Outra sugestão é mudar o albedo do gelo, permitindo que mais calor dos raios solares seja absorvido.
Bonnie J. Buratti et al. argumentam que as mudanças de temperatura são o resultado de depósitos escuros e vermelhos de material de processos geológicos na lua, como liberação massiva. Como o albedo de Bond de Tritão está entre os mais altos do sistema solar, ele é sensível a pequenas mudanças no albedo espectral.
Plutão tem uma atmosfera extremamente fina composta de nitrogênio , metano e monóxido de carbono que vêm do gelo em sua superfície.
Dois modelos mostram que a atmosfera não congela e desaparece completamente à medida que Plutão se afasta do Sol em sua órbita extremamente elíptica . No entanto, esse é o caso de alguns planetas. Plutão leva 248 anos para completar uma órbita completa e foi observado por menos de um terço desse tempo. Está a uma distância média do Sol de 39 UA , daí a dificuldade de reunir dados precisos sobre ele. A temperatura é deduzida indiretamente no caso de Plutão; quando ele passa na frente de uma estrela, os observadores notam o quanto a luminosidade diminui. Com isso em mente, eles deduzem a densidade da atmosfera e é usada como um indicador de temperatura.
Um desses eventos de ocultação ocorreu em 1988. Observações de uma segunda ocultação, o20 de agosto de 2002sugerem que a pressão atmosférica de Plutão triplicou, indicando um calor de cerca de 2 ° C ( −15,8 ° C ), conforme previsto por Hansen e Paige. O aquecimento "provavelmente não está relacionado ao da Terra", diz Jay Pasachoff.
Foi proposto que o calor poderia resultar da atividade eruptiva, mas é mais provável que a temperatura de Plutão seja fortemente influenciada por sua órbita elíptica. Estava perto do Sol em 1989 ( periélio ) e tem se afastado lentamente desde então. Se tiver inércia térmica, é provável que aqueça por um tempo após passar pelo periélio. "Esta tendência de aquecimento em Plutão pode facilmente durar mais 13 anos", diz David J. Tholen . Também se presume que o escurecimento da superfície gelada de Plutão é a causa desse aquecimento, mas mais dados e modelos são necessários para provar essa suposição. A alta obliquidade do planeta anão afeta a distribuição do gelo na superfície de Plutão.
Foi observado que vários planetas fora do Sistema Solar ( exoplanetas ) possuem atmosferas. Atualmente, as detecções da atmosfera são compostas por Júpiteres e Neptunes quentes que orbitam muito perto de sua estrela e, portanto, têm atmosferas quentes e amplas. Existem dois tipos de atmosferas de exoplanetas observadas. Primeiro, a transmissão de fotometria ou espectro detecta a luz que passa pela atmosfera de um planeta quando passa na frente de sua estrela. Então, a emissão direta da atmosfera de um planeta pode ser detectada pela diferenciação entre a estrela e a luminosidade do planeta obtida durante a órbita do planeta, apenas com a luz da estrela durante o eclipse secundário (quando o exoplaneta está atrás de sua estrela) .
A primeira atmosfera do planeta extrassolar foi observada em 2001. O sódio presente na atmosfera do planeta HD 209458 b foi detectado durante um conjunto de quatro passagens do planeta na frente de sua estrela. As observações subsequentes com o Hubble (telescópio espacial) mostraram um enorme envelope elipsoidal de hidrogênio , carbono e oxigênio ao redor do planeta. Este envelope atinge temperaturas de 10.000 K . Estima-se que o planeta perderia de 1 a 5 × 10 8 kg de hidrogênio por segundo. Este tipo de perda de atmosfera pode ser comum a todos os planetas orbitando estrelas próximas a 0,1 UA, como o sol. Além de hidrogênio, carbono e oxigênio, acredita-se que HD 209458 b contenha vapor de água em sua atmosfera. O vapor de água também foi observado na atmosfera de HD 189733 b , outro planeta gigante de gás quente.
Dentro outubro 2013, anunciamos a detecção de nuvens na atmosfera de Kepler-7b e emdezembro de 2013, A mesma foi anunciado por nas atmosferas de GJ 436 b e GJ 12 14 b .
Em 2001, o sódio foi detectado na atmosfera de HD 209458 b .
Em 2008, água , monóxido de carbono , dióxido de carbono e metano foram detectados na atmosfera de HD 189733 b .
Em 2013, foi detectada água nas atmosferas de HD 209458b, XO-1b , WASP- 12b , WASP-17b e WASP-19b .
Dentro julho de 2014, A NASA anunciou que tinha encontrado muito secos ambientes em três exoplanetas ( HD 189733 b , HD 209458 b e WASP-12 b ) que orbitam estrelas semelhantes ao Sol
Dentro setembro de 2014, A NASA relatou que o HAT-P-11b foi o primeiro exoplaneta do tamanho de Netuno conhecido por ter uma atmosfera relativamente livre de nuvens. Além disso, foi relatado que moléculas de todos os tipos foram encontradas neste exoplaneta tão pequeno, em particular vapor de água .
A presença de oxigênio pode ser detectada por telescópios terrestres; se encontrados, isso sugeriria a presença de vida fotossintética em um exoplaneta.
Dentro junho de 2015, A NASA relatou que WASP-33 possuía uma estratosfera . O ozônio e os hidrocarbonetos absorvem grandes quantidades de radiação ultravioleta, que aquece as partes superiores da atmosfera que contém e cria uma camada de inversão e uma estratosfera. No entanto, essas moléculas são destruídas nas temperaturas de exoplanetas quentes, o que gera dúvidas sobre a possibilidade de os exoplanetas terem uma estratosfera. Uma camada de inversão e estratosfera foram identificadas no WASP-33, gerado por óxido de titânio , que é um poderoso absorvedor de radiação ultravioleta visível e só pode existir como um gás em uma atmosfera quente. WASP-33 é o exoplaneta mais quente conhecido até hoje, tem uma temperatura de 3.200 ° C e tem cerca de quatro vezes e meia a massa de Júpiter.
Dentro fevereiro de 2016Foi anunciado que o Telescópio Espacial Hubble da NASA detectou o hidrogênio e o hélio (e possivelmente o cianeto de hidrogênio ) na atmosfera de 55 Cancri e, mas nenhum vapor . Esta é a primeira vez que a atmosfera de um exoplaneta da Super-Terra foi analisada com sucesso.
A circulação atmosférica de planetas que giram mais devagar ou têm atmosferas mais densas permite que mais calor flua para os pólos, reduzindo as diferenças de temperatura entre os pólos e o equador.
Dentro outubro 2013, foi anunciada a detecção de nuvens na atmosfera do Kepler-7b , como emdezembro de 2013relativo à atmosfera de Gliese 436 be de Gliese 1214 b .
A composição do líquido (chuva) ou (neve) sólido precipitação varia com a temperatura atmosférica, pressão, composição e altitude . Atmosferas quentes podem ter uma chuva de ferro, uma chuva de vidro derretido e uma chuva composta de minerais de rocha como enstatita, corindo, espinélio e volastonita. Nas profundezas da atmosfera dos gigantes gasosos, poderia chover diamantes e hélio contendo neon dissolvido.
Existem processos geológicos e atmosféricos que produzem oxigênio livre, sugerindo que a detecção de oxigênio não indica necessariamente a presença de vida.
Os processos vitais produzem uma mistura de substâncias químicas que não estão em equilíbrio químico ; no entanto, os processos de desequilíbrio abiótico também devem ser considerados. A bioassinatura atmosférica mais robusta é frequentemente considerada como o oxigênio molecular (O 2), bem como ozônio fotoquímico (O 3) resultante. A fotólise da água (H 2 O) por radiação ultravioleta , seguido por um vazamento hidrodinâmico (in) de hidrogênio pode levar a um acúmulo de oxigênio em planetas próximos de sua estrela, sujeito a um efeito estufa galopante (in) . Para planetas localizados na zona habitável , pensava-se que a fotólise da água seria severamente limitada por uma armadilha fria (in) de vapor de água na baixa atmosfera. No entanto, a extensão da captura a frio de H 2 Odepende fortemente da quantidade de gases não condensáveis presentes na atmosfera, como nitrogênio N 2 e argônio . Na ausência de tais gases, a probabilidade de acúmulo de oxigênio também depende de modalidades complexas da história de acreção, da química interna, da dinâmica atmosférica e do estado orbital da Terra. Portanto, o oxigênio sozinho não pode ser considerado uma bioassinatura robusta. O teor de nitrogênio e argônio com oxigênio pode ser detectado estudando as curvas de fase (in) térmica ou medição de espectroscopia da transmissão de trânsitos do espectro de espalhamento de Rayleigh inclinado em um céu claro (c. (Isto é, uma atmosfera livre de aerossol ).