Scritto: Sabato, 30 Ottobre 2021 06:15 Ultima modifica: Sabato, 30 Ottobre 2021 08:19

Uno sguardo profondo all'atmosfera di Giove


Gli strumenti della sonda della NASA Juno hanno messo in evidenza una corrispondenza tra le colorate bande che caratterizzano la veste esterna di Giove e in processi che avvengono in profondità nell'atmosfera del pianeta.

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Un'immagine composta che mostra Giove nel visibile e nell'infrarosso, scattate rispettivamente dal telescopio Gemini North e dal telescopio spaziale Hubble della NASA.
Un'immagine composta che mostra Giove nel visibile e nell'infrarosso, scattate rispettivamente dal telescopio Gemini North e dal telescopio spaziale Hubble della NASA.
Crediti: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/NASA/ESA, M.H. Wong e I. de Pater (UC Berkeley) et al.

Diversi articoli sono stati pubblicati sulle riviste Science, Journal of Geophysical Research: Planets.e Geophysical Research Letters.

Juno è entrata nell'orbita attorno Giove nel 2016. Durante ciascuno dei 37 passaggi ravvicinati sul pianeta, effettuati fino ad oggi, una suite specializzata di strumenti ha sbirciato sotto la turbolenta coltre nuvolosa.

"In precedenza, Juno ci ha sorpreso suggerendo che i fenomeni nell'atmosfera di Giove vanno più in profondità del previsto", ha detto Scott Bolton, ricercatore principale di Juno del Southwest Research Institute e autore principale dell'articolo uscito su Science sulla profondità dei vortici di Giove. "Ora, stiamo iniziando a mettere insieme tutti questi singoli pezzi e ad ottenere la nostra prima vera comprensione di come funziona la bella e violenta atmosfera di Giove, in 3D".

Una Grande e profonda Macchia Rossa

Il radiometro a microonde (MWR) di Juno consente agli scienziati di scrutare sotto le cime delle nuvole di Giove e di sondare la struttura delle sue numerose tempeste e vortici. La più famosa di queste tempeste è l'iconico anticiclone noto come la Grande Macchia Rossa, un vortice più grande della Terra che affascina gli scienziati da quasi due secoli.

Prima di tutto, i nuovi risultati mostrano che i cicloni sono più caldi in alto, con densità atmosferiche inferiori; mentre sono più freddi in basso, con densità maggiori. Gli anticicloni, che ruotano in senso opposto, sono più freddi in alto ma più caldi in basso.
In secondo luogo, indicano che queste tempeste sono molto più profonde del previsto, con alcune che si estendono per 100 chilometri sotto le cime delle nuvole e altre, inclusa la Grande Macchia Rossa, che si estendono per oltre 350 chilometri in profondità. E questo è affasciante perché significa che i vortici arrivano più giù delle regioni in cui si formano le nuvole per condensazione e al di sotto della profondità in cui la luce solare riscalda l'atmosfera.

Questi risultati sono supportati dai dati gravitazionali.
Grazie a due sorvoli, durante i quali Juno ha viaggiato a bassa quota sulla copertura nuvolosa a circa 209.000 km/h, gli scienziati sono stati in grado di misurare i cambiamenti di velocità piccolissimi come 0,01 millimetri al secondo utilizzando per il tracciamento un'antenna Deep Space Network della NASA, da una distanza di oltre 650 milioni di chilometri.

"La precisione richiesta per ottenere la gravità della Grande Macchia Rossa durante il sorvolo di luglio 2019 è sbalorditiva", ha affermato Marzia Parisi, scienziata di Juno del Jet Propulsion Laboratory della NASA, autrice principale di un articolo su Science sui sorvoli gravitazionali sulla Grande Macchia Rossa. "Essere in grado di integrare le scoperte di MWR sulla profondità ci dà grande fiducia che i futuri esperimenti di gravità su Giove produrranno risultati altrettanto intriganti".

Le bande colorate

Oltre ai cicloni e agli anticicloni, Giove è noto per le fasce di nuvole bianche e rossastre che lo avvolgono. Forti venti est-ovest, che si muovono in direzioni opposte, separano queste bande.
Juno aveva scoperto in precedenza che questi venti, o correnti a getto, raggiungono profondità di circa 3.200 chilometri ma i ricercatori stanno ancora cercando di capire come si formano.

I dati raccolti dall'MWR di Juno durante più passaggi rivelano un possibile indizio: che il gas di ammoniaca dell'atmosfera viaggia su e giù in allineamento con le correnti a getto osservate.
"Seguendo l'ammoniaca, abbiamo trovato cellle di circolazione negli emisferi nord e sud che sono simili in natura alle 'celle di Ferrel', che controllano gran parte del nostro clima qui sulla Terra", ha detto Keren Duer, uno studente laureato dell'Istituto Weizmann of Science in Israele, autore principale dell'articolo sulle cellule simili a Ferrel su Giove. "Mentre la Terra ha una cella di Ferrel per emisfero, Giove ne ha otto, ciascuna almeno 30 volte più grande".

I dati MWR di Juno mostrano anche che le fasce subiscono una transizione a circa 65 chilometri sotto le nuvole d'acqua di Giove. A basse profondità, le cinture di Giove sono più luminose nelle microonde rispetto alle zone vicine. Ma a livelli più profondi, sotto le nuvole d'acqua, è vero il contrario, il che rivela una somiglianza con i nostri oceani.
"Chiamiamo questo livello il 'giovoclino' in analogia a uno strato di transizione osservato negli oceani della Terra, noto come termoclino, in cui l'acqua del mare passa bruscamente dall'essere relativamente calda a quella relativamente fredda", ha affermato Leigh Fletcher, scienziato dell'Università di Leicester e autore principale dell'articolo nel Journal of Geophysical Research: Planets.

Cicloni polari

Juno aveva precedentemente scoperto disposizioni poligonali di gigantesche tempeste cicloniche su entrambi i poli di Giove: otto disposti in uno schema ottagonale a nord e cinque disposti in uno schema pentagonale a sud.
Ora, cinque anni dopo, gli scienziati della missione che utilizzano le osservazioni del Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) della navicella spaziale hanno determinato che questi fenomeni atmosferici sono estremamente resistenti e in grado di mantenere la posizione.

"I cicloni di Giove si influenzano a vicenda, oscillando attorno ad una posizione di equilibrio", ha detto Alessandro Mura, ricercatore di Juno presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica di Roma e autore principale di un recente articolo in Geophysical Research Letters su oscillazioni e stabilità nei cicloni polari di Giove. "Il comportamento di queste lente oscillazioni suggerisce che hanno radici profonde".

I dati JIRAM indicano anche che, come gli uragani sulla Terra, questi cicloni tendono spostarsi verso i poli, ma le formazioni situate al centro di ciascun polo li respingono, un equilibrio che spiega dove risiedono i cicloni e i diversi numeri per ciascun polo.

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Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore e l'image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno".
Amo le missioni robotiche inviate nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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