In questa rappresentazione artistica, i telescopi spaziali Hisaki e Hubble studiano le aurore polari del pianeta Giove, dovute a flussi di ioni ed elettroni carichi (getti blu) accelerati lungo le linee del campo magnetico di Giove. Parte di queste particelle provengono da nubi di materiale (in rosso) eruttato da vulcani attivi sulla luna Io, e sono probabilmente all’origine di repentine esplosioni aurorali. Crediti: Japan Aerospace Exploration Agency
Conosciamo bene le scintillanti danze delle aurore polari sulla Terra, coreografate dall’interazione del vento solare con i lembi superiori dell’atmosfera, nei rigidi vincoli dettati dal campo magnetico terrestre. Spettacolo effimero e notturno qui da noi, su Giove è invece sempre in cartellone, con una messa in scena in cui non mancano gli effetti speciali. Un nuovo studio a guida giapponese, pubblicato su Geophysical Research Letters, svela ora i retroscena di un effetto ancora in parte misterioso, le cosiddette esplosioni aurorali.
L’onnipresente bagliore delle aurore polari gioviane è centinaia o migliaia di volte più luminoso e molte volte più esteso di quello terrestre, e, fatto ancora più interessante, si avvale di ben due effetti pirotecnici. Le aurore gioviane sono infatti alimentate sia da particelle elettricamente cariche provenienti dal Sole, che si scontrano con il campo magnetico di Giove, sia da un’interazione a distanza tra il gigante gassoso e una delle sue molte ancelle lunari: Io (ne abbiamo parlato qui su Media INAF).
Succede che eruzioni vulcaniche sulla piccola Io proiettano nubi di elettroni e particelle ionizzate in una fascia circostante Giove, totalmente permeata dal potente campo magnetico del pianeta. Questo energico campo magnetico in rapida rotazione trascina con sé il materiale proveniente da Io, inducendo forti campi elettrici ai poli di Giove. Quando le particelle si scontrano con gli strati alti dell’atmosfera, ne eccitano gli atomi e le molecole, provocando la luminescenza. Ecco risplendere le intense aurore gioviane, che brillano in quasi tutte le parti dello spettro elettromagnetico, ma risultano più vivaci nelle fasce ad alta energia, come la luce ultravioletta e i raggi X.
In tutto questo splendore, rimaneva abbastanza misterioso un ulteriore fenomeno, le cosiddette esplosioni aurorali, episodici e intensi brillamenti nelle luminescenze gioviane, che gli scienziati non erano riusciti definitivamente ad associare a una delle cause note.
Un gruppo di ricerca internazionale guidato da Tomoki Kimura della Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), in Giappone, ha analizzato le osservazioni in ultravioletto di Giove effettuate con il telescopio a bordo del satellite Hisaki (Spectroscopic Planet Observatory for Recognition of Interaction of Atmosphere) della JAXA, lanciato nel 2013, confrontandole con quelle del telescopio spaziale Hubble e di altri telescopi terrestri.
La sonda Hisaki si è focalizzata su Giove per due mesi a partire dal gennaio 2014, registrando picchi intermittenti di luminosità nelle aurore del pianeta. Fatto decisivo è che queste improvvise fiammate si sono verificate nei giorni in cui il consueto flusso di particelle cariche proveniente dal Sole risultava relativamente debole. In altre parole, i bagliori aurorali si sono verificati in periodi di bonaccia del vento solare.
Il che ha portato gli scienziati a concludere che con ogni probabilità le esplosioni aurorali non sono innescate dalle particelle cariche di origine solare ma piuttosto dalla particolare interazione tra Giove e la sua turbolenta luna Io. A questo punto, dicono gli scienziati, rimane solo da trovare la spiegazione di cosa esattamente avvenga nella magnetosfera gioviana per provocare tali brillamenti. Un argomento complesso, quello del trasporto del plasma nella magnetosfera gioviana, a cui la sonda Hisaki sta contribuendo vivacemente.