Cząsteczka wchodząca w skład atmosfery jest utrzymywana w bezpośrednim sąsiedztwie planety, gdy jej energia całkowita spełnia warunek gdzie jest masą cząsteczki, średnim kwadratem jej prędkości, stałą grawitacji, masą planety oraz jej promieniem. Korzystając ze związku między masą a gęstością planety, otrzymujemy następujące oszacowanie:

Z drugiej strony, średni kwadrat prędkości cząsteczki gazu związany jest z jego temperaturą zależnością

gdzie jest stałą Boltzmanna, stałą gazową, masą molową gazu. Stąd

Ponieważ masa molowa azotu jest mniejsza od masy molowej tlenu, w celu naszego oszacowania możemy przyjąć, że atmosfera składa się tylko z azotu, którego masa molowa . Ostatecznie .

Powyższe oszacowanie uwzględnia jedynie wartość średniej kwadratu prędkości. W rzeczywistości cząsteczki gazu poruszają się z różnymi prędkościami (rozkład Maxwella), co oznacza, że część cząsteczek ma prędkości powyżej średniej i te będą mogły uciec od planety o minimalnym wyznaczonym powyżej promieniu. W bardziej dokładnym oszacowaniu poszukiwany minimalny promień będzie więc większy.