• 13 Maggio 2022 21:44

SCIENZA & DINTORNI

Divulgazione storica e scientifica – DIRETTORE Fabiana Leoncavallo

Juno, ci ha fornito la prima vista 3D dell’atmosfera di Giove. L’aspetto del gigante gassoso è creato dal suo “strato meteorologico” che forma delle nuvole. Le nuove informazioni fornite dalla sonda Juno, che si trova attualmente in orbita attorno a Giove, producono un quadro molto più completo, di come le caratteristiche atmosferiche distintive e colorate del pianeta offrono indizi sui processi invisibili al di sotto delle sue nuvole.

I risultati ottenuti dalla sonda mostrano il funzionamento interno delle fasce e delle zone di nubi che circondano Giove. Inoltre, forniscono informazioni sui suoi cicloni polari e persino sulla Grande Macchia Rossa.

I ricercatori, che hanno effettuato lo studio, hanno pubblicato svariati articoli per quanto riguarda le scoperte atmosferiche di Juno sulla rivista Science e sul Journal of Geophysical Research: Planets. Ulteriori articoli sono anche apparsi in due recenti numeri di Geophysical Research Letters.

Lori Glaze, direttore della Planetary Science Division della NASA, ha spiegato che: “Queste nuove osservazioni di Juno ci forniscono nuove informazioni sulle enigmatiche caratteristiche di Giove che possono essere osservate. Ogni documento riesce a far luce su diversi aspetti dei processi atmosferici del pianeta, un meraviglioso esempio di come i nostri team scientifici, diversi a livello internazionale, rafforzino la comprensione del nostro sistema solare

L’immagine composita mostra le viste di Giove nella luce infrarossa e visibile (da sinistra a destra) scattate rispettivamente dal telescopio Gemini North e dal telescopio spaziale Hubble della NASA

La sonda Juno

La sonda Juno è entrata in orbita attorno a Giove nel 2016. Mentre effettuava ognuno dei 37 passaggi introno al pianeta, i suoi strumenti hanno sbirciato al di sotto delle sue nuvole turbolente.

Scott Bolton, ricercatore principale di Juno del Southwest Research Institute e autore principale dell’articolo del Journal Science sulla profondità dei vortici di Giove, ha spiegato che: “In precedenza, Juno ci ha molto stupefatto facendosi scoprire che i fenomeni nell’atmosfera di Giove erano presenti molto più in profondità di quanto previsto prima”.

Scott Bolton, continua spiegando che: “Attualmente, stiamo iniziando a mettere insieme tutti questi singoli pezzi e ad ottenere la nostra prima vera comprensione di come funziona la magnifica e violenta atmosfera di Giove, in 3D”.

Il radiometro di Juno (MWR), ha permesso agli scienziati di scrutare al di sotto delle immense nuvole di Giove e sondare la struttura delle sue numerose tempeste di vortici. La più nota di queste tempeste è l’iconico anticiclone noto come la Grande Macchia Rossa. Questa presenta delle dimensioni maggiori della Terra, un vortice che ha incuriosito i ricercatori fin dalla sua scoperta, avvenuta due secoli fa.

I nuovi risultati

I nuovi risultati hanno mostrato che i cicloni sono più caldi nella parte alta, in cui sono presenti densità atmosferiche inferiori, mentre sono più freddi in basso, dove ci sono densità maggioriGli anticicloni, che ruotano in senso opposto, sono invece più freddi in alto ma più caldi in basso.

La ricerca ha scoperto che anche queste tempeste sono molto più spesse del previsto. Infatti, alcune si estendono per 100 chilometri al di sotto delle cime delle nuvole e altre, inclusa la Grande Macchia Rossa, arrivano ad estendersi anche oltre i 350 chilometri. 

La scoperta ha dimostrato quindi che i vortici arrivano a coprire regioni al di là di quelle in cui l’acqua si condensa e si formano le nuvole, al di sotto della profondità dove la luce solare riscalda l’atmosfera. Sia l’altezza che le dimensioni della Grande Macchia Rossa mostrano che la concentrazione della massa atmosferica, all’interno della tempesta, potrebbe essere rilevabile dagli strumenti che analizzano il campo gravitazionale di Giove. 

I due sorvoli ravvicinati effettuati da Juno, hanno fornito la possibilità di individuare la firma gravitazionale della tempesta e completare i risultati MWR sulla sua profondità. I ricercatori, attraverso Juno che sorvola a bassa quota sulle nuvole di Giove, ad una velocità di circa 209.000 km/h, sono riusciti a misurare i cambiamenti di velocità fino a 0,01 millimetri al secondo, utilizzando un’antenna di tracciamento Deep Space Network della NASA, da una distanza di oltre 650 milioni di chilometri. 

In questo modo è stato possibile delineare la profondità della Grande Macchia Rossa a circa 500 chilometri al di sotto delle cime delle nuvole. Marzia Parisi, scienziata di Juno del JPL e autrice principale di un articolo sul Journal Science sui sorvoli gravitazionali del Grande Macchia Rossa, ha spiegato che: “La precisione richiesta per poter ottenere la gravità della Grande Macchia Rossa durante il sorvolo di luglio 2019 è stata sbalorditiva. Riuscire ad integrare le scoperte di MWR sulla profondità ci dà molta fiducia che i futuri esperimenti di gravità su Giove riusciranno a produrre dei risultati altrettanto intriganti”.

Una ricostruzione che mostra dimensioni e profondità della Grande Macchia Rossa di Giove

Le cinture e le zone di Giove

Il gigante gassoso, oltre ad essere caratterizzato da cicloni e anticicloni, è noto per le sue fasce e zone distintive. Queste sono fasce di nuvole bianche e rossastre che avvolgono il pianeta. Qui sono presenti dei forti venti est-ovest che si muovono in direzioni opposte e che separano le bande. 

Juno, in precedenza, aveva scoperto che questi venti, o correnti a getto, raggiungono profondità di circa 3.200 chilometri. I ricercatori, attualmente, non hanno ancora risolto il mistero di come si creano le correnti a getto. I dati raccolti dall’MWR di Juno, durante svariati passaggi, hanno rivelato un possibile indizio, ossia che il gas di ammoniaca dell’atmosfera viaggia su e giù in notevole allineamento con le correnti a getto osservate.

Keren Duer, autore principale dell’articolo del Journal Science sulle cellule simili a Ferrel su Giove, ha spiegato che: “Indagando l’ammoniaca, abbiamo trovato delle cellule di circolazione negli emisferi nord e sud. Questi sono molto simili in natura alle cellule di Ferrel, che controllano gran parte del nostro clima qui sulla Terra. La differenza è che la Terra ne possiede solo una, mentre Giove ne ha otto, di cui ciascuna è almeno 30 volte più grande”.

I dati MWR di Juno mostrano anche che le fasce e le zone subiscono una transizione a circa 65 chilometri al di sotto delle nuvole d’acqua di GioveLe cinture di Giove, a basse profondità, sono molto più luminose alla luce rispetto alle zone vicine. Ma a livelli più profondi, sotto le nuvole d’acqua, avviene il contrario. Questo rivela una somiglianza con i nostri oceani.

Leigh Fletcher, autore principale dell’articolo nel Journal of Geophysical Research: Planets, ha evidenziato che: “Chiamiamo questo livello la ‘Jovicline’ in analogia ad 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”.

I cicloni polari

Juno aveva già scoperto delle disposizioni poligonali di gigantesche tempeste cicloniche su entrambi i poli di Giove, di cui otto erano disposti in uno schema ottagonale a nord mentre cinque erano disposti in uno schema pentagonale a sud. I ricercatori, adesso, dopo cinque anni, attraverso le osservazioni del Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), hanno determinato che questi fenomeni atmosferici sono estremamente resistenti e rimangono nella stessa posizione.

Alessandro Mura, co-investigatore di Juno presso l‘Istituto Nazionale di Astrofisica di Roma e autore principale di un recente articolo in Geophysical Research Letters, sulle oscillazioni e stabilità nei cicloni polari di Giove, ha spiegato che: “I cicloni di Giove si influenzano a vicenda, per questa condizione oscillano intorno ad una posizione di equilibrio. Il comportamento di queste lente oscillazioni suggerisce che hanno delle radici molto profonde”.

I dati JIRAM hanno evidenziato che, similmente agli uragani sulla Terra, i cicloni di Giove tentano di spostarsi verso i poli, ma questi vengono respinti da quelli situati al centro di ciascun polo. Questo equilibrio è in grado di spiegare in quale luogo risiedono i cicloni a ciascun polo.  

FONTE:

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-juno-science-results-offer-first-3d-view-of-jupiter-atmosphere

Fabiana Leoncavallo

Laureata in architettura, mi ritengo una persona piuttosto poliedrica. Grande appassionata di scienze, astronomia, storia, letteratura, cinema e serie tv, tutti argomenti che amo descrivere nei miei articoli, che si basano su ricerche valide. Inoltre, amo molto effettuare studi sulla natura, sugli animali, sui cambiamenti climatici, sulla salute e l'alimentazione.

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