大気散逸
圧力と温度が高い大気では、ハイドロダイナミックエスケープ (英: hydrodynamic escape) と呼ばれる散逸も発生する。この現象はジーンズ散逸の場合とは異なり惑星大気が静水圧平衡になれない状態で発生し、大気が粒子単位ではなく流体として宇宙空間へ流出していく。流体力学的散逸とも呼ばれる。この散逸過程は、一般には極端紫外線放射など介した大量の熱エネルギーが大気に吸収されることで発生する。大気分子が加熱されるにつれて大気は上方へと拡大し、さらに脱出速度に到達するまで加速される。この過程においては、大量の気体が散逸する間に、軽い分子が衝突を介してより重い分子を引きずって散逸しうる。
ハイドロダイナミックエスケープでの大気の散逸率の上限値は、大気上層に与えられるエネルギーによって決まる。これは、流出していく大気は惑星の重力を振り切るためのエネルギーが必要であり、輻射などで大気に与えられるエネルギーの量を超えて散逸することは出来ないことによる。大気上層の加熱源は主に恒星からの遠紫外線や極端紫外線であるため、この波長域での輻射によって与えられるエネルギーで散逸できる量が、ハイドロダイナミックエスケープでの散逸率の上限値となる。
ハイドロダイナミックエスケープは、HD 209458b など、主星に近い軌道を公転するホット・ジュピターのような太陽系外惑星で観測されている。現在の太陽系内の惑星では大気が静水圧平衡を保っており、ハイドロダイナミックエスケープは発生していない。ただし過去には発生していた可能性があり、例えば金星の大気は過去に起きたハイドロダイナミックエスケープによって水を失った可能性が指摘されている。
土星の衛星であるタイタンと木星の衛星であるイオも大気散逸にさらされている。これらの衛星自身は磁場を持たないが、公転している惑星は強力な磁場を持っており、衛星がバウショックの内側を公転している場合は太陽風の影響から守られる。しかしタイタンは公転周期のおよそ半分の時間をバウショックの外で過ごし、磁場に妨げられていない太陽風にさらされる。太陽風に伴うピックアップとスパッタリングによって得られた運動エネルギーは全公転周期にわたってタイタンからの熱的散逸を増加させ、中性水素の散逸を引き起こす。散逸した水素はタイタンの後を追うような軌道に留まり、土星の周囲に中性水素のトーラスを形成する。
イオは木星の周囲を公転する際に、プラズマ雲と遭遇する。プラズマとの相互作用はスパッタリングを引き起こし、ナトリウム粒子が放出される。相互作用によって、イオの軌道の一部に沿ったバナナ状のナトリウムイオンの雲が生成される。
太陽風からもたらされる過剰な運動エネルギーは、大気中の粒子と衝突して散逸させるのに十分なエネルギーを与える場合がある。この過程は、固体表面からのスパッタリングの過程と類似している。磁気圏を持つ惑星では、太陽風中の荷電粒子の進路は磁場によって曲げられて大気粒子との衝突を起こしにくくなる。そのため、この種の相互作用は磁気圏を持たない惑星において影響が顕著である。スパッタリングは、後述の太陽風によるイオンピックアップ過程と密接に関連している。
なお、スパッタリングを起こすには衝突する粒子のエネルギーは keV のオーダーであることが要求される。より低エネルギーの粒子の場合は、ノックオンと呼ばれる散逸が発生する。
大気散逸は、惑星への天体衝突によっても発生しうる。衝突が十分に高エネルギーであった場合、大気分子を含む放出物が脱出速度に到達する。このような現象は大気の剥ぎ取りと呼ばれる。
衝突が大気散逸に大きな影響を及ぼすためには、衝突体の半径が大気のスケールハイトよりも大きい必要がある。衝突する天体は運動量を与え、主に以下の3つの方法で大気の散逸を促進する。(a) 衝突体が大気中を通過する際に遭遇するガスを加熱して加速する、(b) 衝突クレーターからの固体放出物が摩擦によって大気粒子を加熱する、(c) 衝突によって蒸気が発生し、表面から離れて膨張する。一番目のケースでは、加熱されたガスはハイドロダイナミックエスケープと類似した形態で散逸するが、発生するスケールはずっと局所的なものである。衝突剥ぎ取りによる散逸の大部分は三番目のケースによって発生する。この過程で放出できる最大の大気量は、衝突地点の接平面よりも上部の大気に相当する量である。
大気散逸 (たいきさんいつ、英: atmospheric escape) とは、惑星の大気が宇宙空間へと失われることである。大気散逸を引き起こすメカニズムには様々なものがあり、熱的散逸 (英: thermal escape)、非熱的散逸 (英: non-thermal escape, suprathermal escape)、衝突による剥ぎ取り (英: impact erosion) に大別される。それぞれの散逸過程の相対的な重要性は、惑星の脱出速度、大気組成、恒星からの距離に依存する。散逸は、分子の運動エネルギーが重力エネルギーを上回った際に発生する。言い換えれば、分子がその惑星の脱出速度よりも速く運動する場合に散逸するということである。太陽系外惑星における大気散逸率を分類することは、その惑星で大気が持続できるかどうか、ひいてはその惑星の居住可能性や生命の存在可能性を決定するために必要である。