Гідродинамічна дисипація — тепловий механізм дисипації планетних атмосфер, який може призвести до виходу важчих атомів планетарної атмосфери через зіткнення з легшими атомами, зазвичай воднем. Цей механізм може пояснити, чому деякі планетні атмосфери збіднені киснем, азотом та важчими благородними газами, такими як ксенон.
Опис Частинки в атмосфері повинні досягти достатньо великої швидкості (вищої за другу космічну), щоб залишити гравітаційне поле планети. Існують різні способи досягти такої швидкості. Процеси, у яких висока швидкість пов'язана з температурою, називають тепловою дисипацією. Середньоквадратична теплова швидкість () молекул певного типу дорівнює
,
де — стала Больцмана, — температура, а — маса молекули. Тому легші молекули або атоми за однакової температури рухаються швидше, ніж важчі. Відповідно їм легше подолати планетне гравітаційне поле. Саме тому атомарний водень покидає атмосферу найлегше.
Якщо теплова дисипація легких атомів є достатньо інтенсивною, важчі атоми можуть досягати другої космічної швидкості завдяки в'язкому захопленню потоком легших атомів, що рухаються від планети. Це ще один різновид теплової дисипації атмосфери, який називають гідродинамічною дисипацією. Найважчий тип атомів, який може бути унесений таким способом, називають кросоверною масою ().
Щоб підтримувати значну гідродинамічну дисипацію, на певній висоті потрібне потужне джерело енергії. Таку енергію можуть забезпечувати м'яке рентгенівське випромінювання або екстремально жорстке ультрафіолетове випромінювання, передача імпульсу від падіння метеороїдів чи астероїдів, тепловий внесок від акреції. Такі умови могли існувати в термосферах, багатих на H або He, нагрітих потужним потоком екстремального ультрафіолетового випромінювання молодого Сонця. Отже, гідродинамічна дисипація більш імовірна для ранніх атмосфер планет.
Посилання