Planètes perdant des éléments volatils comme l'hydrogène de leur atmosphère en raison de la proximité stellaire ou de processus internes.La perte atmosphérique planétaire désigne les processus par lesquels une planète perd des éléments volatils, notamment l'hydrogène et l'hélium, de son atmosphère. C'est un facteur crucial pour déterminer l'habitabilité d'une planète, car cela façonne la composition finale et la densité de son atmosphère. Pour les exoplanètes chaudes orbitant près de leur étoile, la perte atmosphérique peut être spectaculaire, arrachant des enveloppes entières et laissant derrière elles des noyaux rocheux nus ou créant des queues cométaires de gaz en échappement.
Le concept remonte au début du XXe siècle avec les études sur l'évolution de l'atmosphère terrestre, mais il est devenu un axe majeur de la science des exoplanètes après la découverte en 2003 d'une enveloppe d'hydrogène s'échappant de la Jupiter chaude HD 209458b.
Les principaux mécanismes sont l'échappement thermique (échappement de Jeans), où les molécules légères à haute température dépassent la vitesse de libération de la planète, et l'échappement hydrodynamique, où un intense rayonnement stellaire chauffe la haute atmosphère, provoquant un flux de gaz en masse. De plus, les vents stellaires et les éjections de masse coronale peuvent éroder les atmosphères par pulvérisation et arrachement. Sur certaines planètes, l'activité volcanique ou les impacts peuvent reconstituer les gaz perdus, créant un équilibre entre perte et apport.
Cette connaissance est utilisée pour interpréter les observations d'exoplanètes, en particulier la spectroscopie de transit, afin de déterminer si une planète conserve son atmosphère et quelle pourrait être sa composition. Elle guide également la recherche de mondes potentiellement habitables en identifiant quelles planètes sont susceptibles de conserver leur eau et leurs éléments volatils.
Certaines exoplanètes chaudes, comme les « Neptune chauds », seraient les noyaux dépouillés de planètes plus grandes qui ont perdu l'intégralité de leur atmosphère d'hydrogène sous l'effet du rayonnement stellaire.
| \dot{M} | variable | Mass loss rate of the planet — taux de perte de masse kilogram per second |
| \eta | variable | Heating efficiency (fraction of incident energy used for escape) |
| R_{\text{XUV}} | variable | Radius at which the planet absorbs XUV radiation — rayon metre |
| F_{\text{XUV}} | variable | Incident XUV flux at the planet — irradiance watt per square metre |
| M_p | variable | Planet mass — masse kilogram |
| R_p | variable | Planet radius — rayon metre |
| G | constante | Newtonian gravitational constant — constante gravitationnelle = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared |
| I | variable | moment of inertia — moment d'inertie kilogram metre squared |
| Ω | variable | angular velocity — vitesse angulaire radian per second |
| Ω̇ | variable | time derivative of angular velocity — angular acceleration radian per second squared |
| E | variable | Kinetic energy of the charged particle — énergie joule |
| x | variable | Path length in the material — longueur metre |
| \rho | variable | Density of the absorbing material — densité kilogram per cubic metre |
| z | variable | Charge number of the incident particle — charge number |
| A | variable | Atomic mass number of the absorber — atomic mass number |
| \beta | variable | Speed of the particle relative to the speed of light — velocity ratio |
| \gamma | variable | Lorentz factor of the particle — facteur de Lorentz |
| v | variable | Speed of the particle — vitesse metre per second |
| W_{\text{max}} | variable | Maximum energy transfer in a single collision — énergie joule |
| I | variable | Mean excitation potential of the absorber — énergie joule |
| \delta | variable | Density correction factor — density correction |
| C | variable | Shell correction factor — shell correction |
| Z | variable | Atomic number of the absorber — atomic number |
| N_A | constante | Number of constituent particles per mole — constante d'Avogadro = 6.02214076e23 per mole |
| r_e | constante | Radius of a classical electron — rayon classique de l'électron = 2.8179403262e-15 metre |
| m_e | constante | Rest mass of the electron — masse de l'électron = 9.1093837015e-31 kilogram |
| c | constante | Speed of light in vacuum — vitesse de la lumière = 299792458 metre per second |
| -\frac{d}{dx} | opérateur | Negative derivative with respect to path length — negative derivative |
| \ln | opérateur | Natural logarithm — logarithme naturel |
