Le osservazioni condotte dalla Terra hanno dimostrato che la termosfera di Urano, ovvero lo strato superiore della sua atmosfera, ha subito un costante raffreddamento negli ultimi decenni.
La temperatura si è praticamente dimezzata rispetto al 1986, quando la sonda Voyager 2 effettuò l’unico sorvolo ravvicinato del pianeta. Questo fenomeno non trova riscontro in nessun altro pianeta del Sistema Solare di cui sia stata monitorata la termosfera, Terra compresa.
Ora, un team di ricercatori guidato dall’Imperial College London potrebbe aver finalmente svelato il motivo del progressivo raffreddamento della termosfera uraniana. La risposta risiederebbe nelle variazioni imprevedibili del vento solare, il flusso di particelle ed energia proveniente dal Sole.
Il drastico raffreddamento della termosfera di Urano
La tenue atmosfera superiore di Urano, la termosfera, comprensiva anche di uno strato ionizzato chiamato ionosfera, separa l’atmosfera inferiore più densa dall’ambiente spaziale della magnetosfera soprastante, ovvero la “bolla” magnetica che circonda e protegge il pianeta.
In questo strato, gli ioni H3+ prodotti raggiungono rapidamente l’equilibrio termico con gli ioni neutri circostanti, ed emettono fotoni nel vicino infrarosso. Ciò consente quindi il monitoraggio remoto della temperatura della termosfera utilizzando i telescopi terrestri.
Proprio questi telescopi, attraverso tali misurazioni, hanno mostrato che la termosfera di Urano si è raffreddata in modo costante e drastico circa dal 1992 al 2018, passando da circa 700 a 450 Kelvin. In pratica, si è quasi dimezzata dal sorvolo della Voyager 2, e né il ciclo di 11 anni di attività del Sole, né i cambiamenti stagionali di Urano sono mai riusciti a spiegare questa evoluzione termica.
Il ruolo del vento solare
I ricercatori hanno ora scoperto che la chiave del mistero potrebbe risiedere nelle variazioni della pressione del vento solare.
Dal 1990, la pressione media annuale del vento solare ha registrato una diminuzione lenta ma significativa, che correla strettamente con il declino della temperatura della termosfera di Urano.
Questo suggerisce che, a differenza della Terra, dove la temperatura della termosfera è controllata principalmente dalla radiazione solare e quindi dai fotoni, su Urano il fattore dominante è la pressione del vento solare.
La diminuzione della pressione del vento solare avrebbe quindi causato un’espansione della magnetosfera di Urano. Una magnetosfera più grande rappresenta un ostacolo maggiore al vento solare, cosa che influenza il flusso di energia che raggiunge la termosfera del pianeta. E, di conseguenza, la sua temperatura.
Implicazioni per la ricerca di mondi abitabili
Questa scoperta potrebbe avere importanti implicazioni per lo studio degli esopianeti. La ricerca, infatti, suggerisce che per i pianeti più distanti dalla loro stella madre, come Urano lo è dal Sole, l’energia proveniente dal vento stellare potrebbe essere un fattore molto più influente rispetto alla radiazione stellare diretta.
Questo potrebbe essere particolarmente rilevante per la ricerca di mondi abitabili al di fuori del nostro Sistema Solare, poiché la presenza di un campo magnetico è considerata un fattore importante per l’abitabilità.
Se l’interpretazione data dagli scienziati è valida, quindi, suggerirebbe direttamente che i modelli esistenti che trascurano l’apporto di energia della termosfera alimentato dal vento stellare stiano sottostimando le emissioni di H3+ da alcuni pianeti extrasolari.
Resta ancora da chiarire, comunque, il motivo del declino pluridecennale della pressione del vento solare stesso, una questione che richiederà ulteriori studi da parte della comunità scientifica.
Lo studio, pubblicato su Geophysical Research Letters è reperibile qui.
