On désigne par atmosphère la couche de gaz de natures diverses qui enveloppe une planète ou un satellite naturel.
Sur Terre, l'atmosphère nous protège des rayons cosmiques et des rayons ultraviolets du Soleil qui nous sont nocifs.
Elle contient l'oxygène dont nous avons besoin pour respirer.
C'est aussi l'atmosphère qui régule la température à la surface de la Terre et empêche que nous connaissions des variations extrême entre le jour et la nuit, comme cela se produit à la surface de la Lune qui, dépourvue d'atmosphère, connaît des écarts allant de -250°C (la nuit) à 100°C (le jour). Ecarts qui se manifestent très brutalement.
Enfin, c'est grâce à notre atmosphère que le ciel est bleu, ou encore que le Soleil ou la Lune nous paraissent rouge quand ils sont proches de l'horizon.
L'atmosphère de notre planète est instable et fragile. A l'échelle du temps géologique, elle a connu de fortes variations de température moyenne et aussi de composition.
Le réchauffement climatique qui s'est amorcé au cours du XXème siècle est sans aucun doute lié à l'activité humaine et le rejet de gaz à effet de serre.
Mais l'atmosphère est aussi polluée par quantité de particules émises par l'activité humaine.
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Aérosols autour de la Terre
L'atmosphère terrestre présente un inconvénient de taille pour les astronomes : elle dévie dans tous les sens les rayons lumineux qui la traverse, un peu comme si nous regardions le ciel depuis le fond d'une piscine. Voilà pourquoi les étoiles nous apparaissent scintillantes, c'est-à-dire qu'elles semblent trembler en permanence, au gré des turbulences de l'atmosphère.
L'atmosphère absorbe aussi une grande part du spectre électromagnétique.
C'est pour régler ces problèmes que le télescope spatial a été imaginé puis mis sur orbite. Perché à 250 kilomètres au-dessus de nos têtes, il observe le ciel sans aucune perturbation. Cela lui permet d'obtenir des images d'une grande finesse, d'une qualité impossible à reproduire depuis la Terre. C'était du moins le cas jusqu'à la mise au point de l'optique adaptative, qui permet à présent aux télescopes terrestres de rivaliser avec leur confrère spatial.
L'exploration des planètes et autres astres du système solaire, voire des planètes identifiables en dehors de notre système solaire, conduit à identifier les astres qui sont pourvus d'une atmosphère. Et plus particulièrement parmi ceux-ci les planètes telluriques disposant d'une atmosphère, ce qui nous amène à espérer que le développement de la vie y est possible.
Dans le système solaire, les deux planètes les plus proches de la Terre, Vénus et Mars, sont dotées chacune d'une atmosphère.
Titan, plus ancien satellite naturel de Saturne, est lui aussi doté d'une atmosphère essentiellement composée de méthane.
En novembre 2001, des astronomes sont parvenus à détecter des éléments chimiques présents dans l'atmosphère d'une planète extrasolaire, HD 209 458 b. C'était un premier progrès formidable dans la connaissance des conditions qui règnent sur ces nouveaux mondes, et des chances qu'ils ont d'héberger la vie.
