Perché alcuni corpi celesti hanno un'atmosfera e altri no?

La Terra ha un’atmosfera abbastanza spessa da regolare la temperatura e permettere alla vita di prosperare.La Luna invece ne è completamente priva.Ma com’è possibile che il corpo celeste a noi più vicino, che sperimenta le identiche condizioni della Terra, sia così diverso?

Perché sulla Luna non vi è atmosfera, rendendo questo corpo celeste del tutto ostile alla vita? 

Eppure molti pianeti possiedono un’atmosfera.I giganti gassosi possono essere considerati addirittura delle gigantesche atmosfere.

Tra i pianeti rocciosi, solamente Mercurio non ha uno stabile e spesso involucro gassoso. Scendendo di dimensioni, possiamo osservare che pochi satelliti naturali possiedono atmosfera, anzi, solamente due: Titano e Tritone, luna di Nettuno. Gli altri ne sono sprovvisti.

Non è difficile scoprire quale sia il primo ingrediente per avere un’atmosfera: le dimensioni. In effetti, mano a mano che si scende di dimensioni, le densità atmosferiche diminuiscono inesorabilmente. Marte, poco più grande della metà della Terra, ha un’atmosfera 100 volte più sottile. La Luna, 4 volte più piccola, non ha atmosfera.

Le dimensioni, però, non sono l’unica variabile in gioco. Titano, ad esempio, è poco più grande di Mercurio, eppure ha un’atmosfera 4 volte più densa di quella terrestre. Addirittura Plutone, più piccolo della Luna, ne possiede una. Qual è la differenza tra questi corpi celesti, di dimensioni non troppo dissimili? La distanza dal Sole.

In effetti, la capacità per un corpo celeste di avere o meno un’atmosfera dipende dalle dimensioni e dalla distanza dal Sole. Perché?

Qualsiasi atmosfera è composta da gas. Le molecole di un gas possono muoversi liberamente e sono molto sensibili alla temperatura. Mano a mano che la temperatura aumenta, le singole molecole acquistano sempre maggiore velocità fino a quando, oltre un certo valore, questa potrebbe essere sufficiente per lasciare il campo gravitazionale del pianeta. In questo caso, quindi, qualsiasi atmosfera si disperderebbe inesorabilmente nello spazio. 

La combinazione tra la velocità delle molecole, quindi tra temperatura, e il campo gravitazionale del pianeta, dato dalle sue dimensioni, è ciò che determina la possibilità per un corpo celeste di trattenere un’atmosfera, determinando anche la sua densità massima e la composizione chimica.

Mercurio, ad esempio, è troppo piccolo e vicino al Sole per trattenere apprezzabili quantità di gas nel suo campo gravitazionale.

Venere, al contrario, ha una massa sufficiente per trattenere massicce quantità di anidride carbonica, ma è troppo piccolo e caldo per riuscire a trattenere gas più leggeri come idrogeno ed elio, proprio come la Terra e Marte.

Questi possono essere trattenuti efficientemente solamente dalle masse dei pianeti giganti gassosi. Non è un caso che questi siano composti per oltre il 90% di idrogeno ed elio, gli elementi di gran lunga più abbondanti nell’Universo.