Se sulla Terra le aurore sono fenomeni speciali e quasi rari, o comunque difficili da osservare se non in particolari zone del nostro pianeta, su altri pianeti del Sistema solare sono invece all’ordine del giorno. Come per le aurore boreali (o luci del Nord) sulla Terra, la causa è l’interazione con le tempeste solari, nello specifico con le particelle cariche provenienti dal Sole (che poi – nel nostro caso incontrano la ionosfera terrestre). Marte, Saturno, Giove, nessuno escluso. Il fenomeno è stato studiato ripetutamente sui nostri “vicini di casa”. Un recente studio ha preso di nuovo in considerazione proprio il pianeta Giove e le tempeste solari che generano un’aurora a raggi X otto volte più luminosa del solito e centinaia di volte più energetica di quelle sulla Terra.
L’emissione in banda X di Giove (in viola e bianco, sovrapposta a un’immagine in ottico di Hubble) rilevata da Chandra durante un’espulsione di massa coronale nel 2011 (a sinistra) e mano a mano che la tempesta solare diminuiva d’intensità (a destra). Crediti: Joseph DePasquale, Smithsonian Astrophysical Observatory/Chandra Xray Center
Lo studio è stato realizzato da un gruppo internazionale di ricercatori (tra cui quelli dell’University College London, della NASA, del MIT e molti altri) utilizzando il Chandra X-Ray Observatory della NASA. Per la prima volta è stata studiata un’aurora a raggi X su Giove. «C’è una costante lotta tra il vento solare e la magnetosfera di Giove. Vogliamo capire questa interazione e che effetto ha sul pianeta. Studiando come cambia l’aurora, siamo in grado di scoprire di più sulla regione di spazio controllato dal campo magnetico di Giove e su come viene influenzato dal Sole. La comprensione di questo rapporto è importante per gli innumerevoli oggetti magnetici in tutta la galassia, tra cui pianeti extrasolari, nane brune e stelle di neutroni», ha detto William Dunn l’autore principale di uno dei due studi pubblicati su The Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Come detto, le aurore sono un fenomeno tipico nel nostro sistema: il Sole è molto attivo ed espelle continuamente particelle cariche nello spazio tramite i venti solari. Se però si verificano delle tempeste solari, i venti diventano più drammatici e raggiungono velocemente anche la magnetosfera di Giove (il quinto pianeta del Sistema solare). E proprio questa violenta interazione innesca i raggi X ad alta energia formando le aurore di Giove, che coprono una superficie più ampia rispetto a tutta la superficie della Terra.
I risultati dei due due studi sono stati pubblicati a pochi mesi dell’arrivo della missione Juno della NASA sull’orbita di Giove (il prossimo 4 luglio). La sonda (partita il 5 agosto 2011 dalla Cape Canaveral Air Force Station, in Florida) avrà come scopo principale proprio quello di capire il rapporto tra la magnetosfera di Giove e i venti solari tramite lo studio delle aurore. Il secondo studio è firmato da Tomoki Kimura della Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA): i ricercatori hanno trovato che che l’aurora è fortemente legata alle raffiche di vento solare.
L’impatto che le tempeste solari hanno sulle aurora di Giove è stato segnalato attraverso il monitoraggio dei raggi X emessi durante due osservazioni di 11 ore nell’ottobre 2011, quando era previsto che un’espulsione di massa coronale interplanetaria avrebbe raggiunto il pianeta. Gli scienziati hanno usato i dati raccolti per costruire un’immagine sferica 3D individuando la fonte dei raggi X. Dunn ha aggiunto: «Nel 2000, uno dei risultati più sorprendenti è stato individuare un brillante hot spot di raggi X nella aurora che ruotava con il pianeta: pulsava con forti esplosioni di raggi X ogni 45 minuti. Quando nel 2011 è arrivata la tempesta solare, abbiamo visto che il questo hot spot pulsava più rapidamente, ogni 26 minuti. Non sappiamo con certezza cosa abbia provocato questo aumento di velocità, ma dato che ha accelerato durante la tempesta, pensiamo che le pulsazioni siano collegate con il vento solare».
Per saperne di più:
- Gli istituti che hanno partecipato allo studio: UCL, NASA Marshall Space Flight Center, Boston University, Observatoire de Paris, MIT, Southwest Research Institute (SwRI), University of Southampton, University of Leicester, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), University of Michigan
- “The Impact of an ICME on the Jovian Xray Aurora”, di W. R. Dunn et al.
- “Jupiter’s Xray and EUV Auroras Monitored by Chandra, XMMNewton, and Hisaki Satellite”, di T. Kimura et al.