Vista panoramica delle temperature atmosferiche superiori di Giove, a 1000 chilometri sopra le cime delle nubi. La regione vicino al polo nord, in giallo/bianco, sembra aver sparso una massiccia onda di riscaldamento su scala planetaria verso l'equatore. Si allunga oltre 130.000 chilometri, pari a 10 diametri terrestri, ed è più calda di centinaia di gradi rispetto allo sfondo. Credits: James O'Donoghue. Credits immagine visibile di Giove: Hubble/NASA/ESA, A. Simon (NASAGSFC), J. Schmidt
Durante l’Europlanet Science Congress (EPSC) 2022 a Granada, James O’Donoghue dell’agenzia spaziale giapponese JAXA, ha presentato alcuni interessanti risultati su Giove. Di recente infatti, è stata scoperta un’inaspettata ondata di calore di circa 700 gradi Celsius estesa per 130.000 chilometri (pari a 10 diametri terrestri) nell’atmosfera gioviana.
L’atmosfera di Giove è la più estesa atmosfera planetaria del nostro Sistema Solare. È composta principalmente da idrogeno molecolare ed elio, più tracce di metano, ammoniaca, acido solfidrico ed acqua. Famosa per i suoi caratteristici vortici multicolori, è anche inaspettatamente calda. Secondo le stime effettuate da JAXA, sarebbe centinaia di gradi più calda di quanto previsto dai modelli. A causa della sua distanza orbitale di milioni di chilometri dal Sole, il pianeta gigante riceve meno del 4% della luce solare rispetto alla Terra e la sua atmosfera superiore dovrebbe teoricamente essere di -70 gradi Celsius. Invece, le cime delle nuvole vanno tutte oltre 400 gradi Celsius.
Come la Terra, anche Giove è interessato da aurore intorno ai suoi poli. Le aurore sono un effetto del vento solare, ovvero il flusso di particelle cariche ed energetiche (plasma) provenienti dal Sole. Tuttavia, mentre le aurore terrestri sono transitorie e si verificano solo quando l’attività solare è intensa, le aurore di Giove sono permanenti e d’intensità variabile. Durante la sua conferenza all’EPSC2022, il dottor O’Donoghue ha spiegato:
L’anno scorso abbiamo prodotto e presentato all’EPSC2021 le prime mappe dell’atmosfera superiore di Giove in grado di identificare le fonti di calore dominanti. Grazie a queste mappe, abbiamo dimostrato che le aurore di Giove sono un possibile meccanismo in grado di spiegare queste temperature.
Le potenti aurore, secondo le stime degli scienziati, possono riscaldare la regione intorno ai poli fino a oltre 700 gradi Celsius. I venti globali possono poi ridistribuire il calore a livello globale intorno a Giove. Analizzando più a fondo i dati, il dottor O’Donoghue e il suo team hanno scoperto la spettacolare “ondata di calore” appena sotto l’aurora boreale. Viaggiava verso l’equatore a una velocità di migliaia di chilometri all’ora. Nel video seguente, un’animazione spiega questo fenomeno. Credits: JAXA
Il campo magnetico di Giove preserva la sua atmosfera dalle interazioni col vento solare, deflettendolo e creando la cosiddetta magnetosfera, costituita da particelle cariche di composizione molto differente da quella del vento solare. Il campo che alimenta la magnetosfera viene generato da moti vorticosi all’interno dello strato d’idrogeno metallico che costituisce il mantello interno del pianeta.
Le forti correnti che circolano nella magnetosfera generano delle intense fasce di radiazione simili alle fasce di Van Allen terrestri, ma migliaia di volte più potenti. L’interazione delle particelle energetiche con la superficie delle lune galileiane maggiori condiziona notevolmente le proprietà chimiche e fisiche della magnetosfera, influenzate anche dal sottile sistema di anelli che orbita attorno al pianeta.
I ricercatori ritengono tuttavia che l’ondata di calore sia stata probabilmente innescata da un impulso di plasma di vento solare potenziato che ha impattato il campo magnetico di Giove. Ciò ha provocato un aumento consistente del riscaldamento dell’aurora e condizionato i gas caldi a espandersi e a riversarsi verso l’equatore.
“Mentre le aurore forniscono continuamente calore al resto del pianeta, questi “eventi” di ondate di calore rappresentano un’ulteriore e significativa fonte di energia” ha aggiunto il dottor O’Donoghue. “Questi risultati si aggiungono alla nostra conoscenza del clima e del tempo atmosferico superiore di Giove”.
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