Una atmósfera primaria es una atmósfera de un planeta que se forma por la acreción de materia gaseosa del disco de acreción del sol del planeta . Planetas como Júpiter y Saturno tienen atmósferas primarias. Las atmósferas primarias son muy densas en comparación con las atmósferas secundarias como la que se encuentra en la Tierra . La atmósfera primaria se perdió en los planetas terrestres debido a una combinación de temperatura superficial, masa de los átomos y velocidad de escape del planeta. [1]
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 que colapsa, 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 en el universo. [2]
Los planetas comienzan a formarse dentro de este disco mediante el proceso de acreción. A medida que el polvo y los materiales sólidos se fusionan para formar planetesimales y, finalmente, protoplanetas, estos cuerpos comienzan a ejercer fuerzas gravitacionales. La gravedad de estos protoplanetas en crecimiento atrae los gases circundantes del disco protoplanetario. 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 conduce a la formación de atmósferas primarias espesas. [2]
La composición de una atmósfera primaria es principalmente hidrógeno y helio, con cantidades menores de otros volátiles como vapor de agua, metano y amoníaco, dependiendo de la temperatura y la región del disco protoplanetario. Estas atmósferas son generalmente espesas y extensas, envolviendo al joven planeta en una densa capa de gas. [2]
Las recientes observaciones realizadas con el telescopio espacial James Webb (JWST) han proporcionado información revolucionaria sobre la composición atmosférica de los exoplanetas, que resulta vital para comprender tanto las atmósferas primarias como las secundarias. Un ejemplo notable es la detección de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera del exoplaneta WASP-39b. Esta detección, lograda mediante espectroscopia de transmisión en el rango de longitud de onda de 3,0 a 5,5 micrómetros, ha revelado una importante característica de absorción de CO2 a 4,3 micrómetros, con una significancia de 26 sigma. [3] Estos hallazgos son fundamentales, ya que el CO2 es un indicador clave del enriquecimiento de metales en las atmósferas planetarias e influye en el proceso de formación de las atmósferas primarias de los gigantes gaseosos.
Los datos del JWST sugieren que la composición atmosférica de WASP-39b incluye no solo CO2 sino también agua, monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno , con una opacidad moderada de las nubes y poco metano. Esta composición se alinea con los modelos unidimensionales que suponen una metalicidad diez veces mayor que la solar y un equilibrio radiativo-convectivo-termoquímico. [3] La presencia de estos gases en las atmósferas de gigantes gaseosos calientes como WASP-39b proporciona información sobre los procesos que pueden haber dado forma a las atmósferas primarias de planetas masivos similares en nuestro sistema solar.