¿Por qué los gigantes gaseosos tienen superficies claramente delineadas, mientras que la atmósfera de la Tierra se desvanece en el espacio?

Acabo de ver este artículo de Forbes .

¿Por qué los gigantes gaseosos parecen tener superficies claramente delineadas, mientras que la atmósfera de la Tierra se desvanece en el espacio?

¿Es solo una cuestión de escala? ¿O hay alguna forma de "tensión superficial" para el gas hidrógeno?

Duplicado de pregunta en el sitio Physics.SE: physics.stackexchange.com/questions/26764/…
También puede tomar nota de la mención de "habilidades impresionantes de procesamiento de imágenes" en ese artículo.

Respuestas (1)

En una atmósfera isotérmica, la altura de escala exponencial de la atmósfera es

h ∼ k B T m gramo ,
dónde gramo es el campo gravitacional, m es la masa media de una partícula y T es la temperatura (en kelvin).

es decir, la presión/densidad de la atmósfera cae exponencialmente, con una altura de plegado en e dada por la expresión anterior.

Supongo que lo que importa cuando miras una foto es cómo se compara esta altura con el radio del planeta.

h R ∼ k B T m gramo R

Júpiter tiene la mitad de temperatura, 11 veces el radio y 3 veces la gravedad de la Tierra. Sin embargo m es unas diez veces menor (hidrógeno frente a nitrógeno/oxígeno). En general, eso significa h / R porque Júpiter es del orden de 5 a 10 veces más pequeño que la Tierra, por lo que parecerá "más nítido".

EDITAR: si pones algunos números razonables para Júpiter ( T ∼ 130 k, m = 2 , R = 7 × 10 7 m), entonces h / R ∼ 3 × 10 − 4 . Esto significa que incluso si Júpiter llena una foto de 3000 píxeles de ancho, la atmósfera tendrá aproximadamente 1 píxel de alto.

Tierra Júpiter

Tengo curiosidad por saber cuánto influye la distancia de visualización (relativa), por ejemplo, comparando las imágenes de Juno de Júpiter con las imágenes de la ISS de la Tierra, las cuales orbitan a una altitud de aproximadamente el 6% del radio de los planetas.
@Kai Dividiendo por R efectivamente tiene en cuenta la distancia de visualización.
@PM2Ring Parece que la escala relevante para mirar aquí es el tamaño angular de la "capa" atmosférica desde el punto de vista, que no se captura al comparar la altura atmosférica con el radio planetario.
@Kai Seguro, pero estamos escalando (aproximadamente) por la distancia de visualización de todos modos, cuando hacemos que los planetas tengan los mismos radios aparentes en las fotos. Entonces, si las fotos de Júpiter y la Tierra tienen ambos planetas con un diámetro de 1000 píxeles, la distancia de visualización a Júpiter es aproximadamente 11 veces la distancia de visualización a la Tierra.
@Kai Si "llenas" tu imagen con un planeta, lo que importa es la altura de la atmósfera frente al radio del planeta, que es lo que he dado.
@RobJeffries, este es un caso raro/singular en el que simplemente no puedo estar de acuerdo/no entiendo lo que dices. "Esto significa que incluso si Júpiter llena una foto de 3000 píxeles de ancho, la atmósfera tendrá aproximadamente 1 píxel de alto". . Si la Tierra llena una foto de 3000 píxeles, el borde es 10000% nítido. Si Júpiter llena una foto de 3000 píxeles, el borde es 10000% nítido. La pregunta es simplemente absurda, incorrecta.
¿Por qué los gigantes gaseosos tienen superficies claramente delineadas, mientras que la atmósfera de la Tierra se desvanece en el espacio?
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