Questa istantanea del telescopio spaziale Hubble rivela una tempesta scura (in alto, al centro) e l’emergere di una macchia scura più piccola nelle sue vicinanze (in alto, a destra). Il vortice gigante, che è più largo dell’Oceano Atlantico, stava viaggiando verso sud quando improvvisamente ha fatto inversione a U ed è tornata indietro, verso nord. Crediti: Nasa, Esa, Stsci, M.H. Wong (Università della California, Berkeley), e L.A. Sromovsky e P.M. Fry (Università del Wisconsin-Madison)
Il telescopio spaziale Hubble ha osservato un misterioso vortice su Nettuno allontanarsi improvvisamente dalla sua probabile morte in prossimità dell’equatore del gigantesco pianeta blu. La tempesta in questione, che è più ampia dell’Oceano Atlantico, è nata nell’emisfero settentrionale del pianeta ed è stata scoperta da Hubble nel settembre 2018. Un anno dopo, nuove osservazioni hanno mostrato come abbia iniziato a spostarsi in direzione sud, verso l’equatore, dove si prevedeva sarebbe svanita alla vista, dissolvendosi. Con grande sorpresa però, Hubble ha visto che il vortice ha cambiato direzione prima dello scorso agosto, dirigendosi nuovamente a nord. Sebbene negli ultimi 30 anni il telescopio spaziale abbia osservato simili macchie scure, questo comportamento atmosferico imprevedibile è stato qualcosa di assolutamente sorprendente.
Altrettanto sorprendente è stato osservare che la tempesta non era sola. Nel gennaio di quest’anno, Hubble ha infatti individuato un’altra macchia scura più piccola che è apparsa temporaneamente vicino alla più grande. Potrebbe essersi trattato di una parte del gigantesco vortice che si è ”staccata” dalla principale, andando alla deriva per poi scomparire nelle successive osservazioni. Non era mai stato osservato un fenomeno simile, sebbene previsto dalle simulazioni.
La grande tempesta – che ha un diametro di 7400 chilometri – è la quarta macchia scura che Hubble ha osservato su Nettuno dal 1993. Altre due tempeste sono state scoperte dalla sonda Voyager 2 nel 1989 mentre volava vicino al lontano pianeta, ma erano già scomparse prima che Hubble potesse osservarle. Da allora, solo Hubble ha avuto la risoluzione e la sensibilità, nella luce visibile, per seguire queste caratteristiche sfuggenti, che sono apparse in sequenza e poi sono svanite, per una durata di circa due anni ciascuna.
I vortici scuri di Nettuno sono sistemi ad alta pressione che possono formarsi alle medie latitudini e migrare verso l’equatore. Iniziano rimanendo stabili a causa della forza di Coriolis, che fa ruotare in senso orario le tempeste dell’emisfero settentrionale, per via della rotazione del pianeta. Da notare che queste tempeste sono diverse dagli uragani sulla Terra, che ruotano in senso antiorario perché sono sistemi a bassa pressione. Tuttavia, quando una tempesta si sposta verso l’equatore, l’effetto Coriolis si indebolisce e la tempesta si dissolve. Questo comportamento è stato confermato da varie simulazioni al computer effettuate da diversi team ma, a differenza delle simulazioni, l’ultima tempesta gigante non è migrata nella “kill zone” equatoriale.
Le osservazioni di Hubble hanno anche rivelato che l’inversione del percorso del vortice si è verificata nello stesso momento in cui è apparsa una nuova macchia scura più piccola – di circa 6300 chilometri di diametro – in prossimità del lato della macchia principale che si affaccia verso l’equatore, in una zona nella quale alcune simulazioni mostrano che si sarebbe verificato un disturbo. Tuttavia, i tempi di comparsa della macchia più piccola sono strani. «Quando ho visto per la prima volta la macchia più piccola, ho pensato che quella più grande fosse stata distrutta», riferisce Michael H. Wong dell’Università di Berkeley. «Non pensavo si stesse formando un altro vortice perché quello piccolo è più lontano, verso l’equatore, all’interno di questa regione di instabilità. Tuttavia non possiamo provare che i due vortici siano collegati. Rimane un completo mistero. È stato nel mese di gennaio che il vortice scuro ha interrotto il suo movimento e ha iniziato a muoversi di nuovo verso nord», aggiunge Wong. «Forse, spargere quel frammento è stato sufficiente a impedirgli di spostarsi verso l’equatore». I ricercatori stanno continuando ad analizzare ulteriori dati per capire se resti della macchia più piccola sono persistiti per il resto del 2020.
La macchia scura più piccola in questa immagine di Hubble potrebbe essere stata un pezzo della tempesta gigante che si è distrutta mentre si avvicinava all’equatore. Hubble ha scoperto la gigantesca tempesta nel settembre 2018, nell’emisfero settentrionale di Nettuno. La macchia più grande è di circa 7400 chilometri di diametro, quella più piccola di circa 6300 chilometri. Crediti: Nasa, Esa, Stsci, M.H. Wong (Università della California, Berkeley), e L.A. Sromovsky e P.M. Fry (Università del Wisconsin-Madison
Il modo in cui queste tempeste si formano è ancora un mistero, ma quest’ultimo gigantesco vortice è sicuramente il meglio studiato finora. L’aspetto “scuro” della tempesta potrebbe essere dovuto a un denso strato di nubi scure e potrebbe indicare agli astronomi una struttura verticale della tempesta.
Un’altra caratteristica insolita della macchia scura è l’assenza di nubi luminose attorno a essa, che erano invece presenti nelle immagini di Hubble scattate quando il vortice è stato scoperto nel 2018. Apparentemente, le nubi sono scomparse quando il vortice ha interrotto il suo viaggio verso sud. Le nubi luminose si formano quando il flusso d’aria viene perturbato e deviato verso l’alto sopra il vortice, causando il probabile congelamento dei gas in cristalli di ghiaccio di metano. Secondo i ricercatori, la mancanza di nubi potrebbe rivelare informazioni su come si evolvono le macchie.
Hubble ha scattato molte delle immagini delle macchie scure nell’ambito del programma Outer Planet Atmospheres Legacy (Opal), un progetto a lungo termine guidato da Amy Simon del Goddard Space Flight Center della Nasa a Greenbelt, nel Maryland, che acquisisce ogni anno mappe globali dei pianeti esterni del nostro Sistema solare, quando si trovano nei punti delle loro orbite più vicini alla Terra.
Gli obiettivi principali di Opal sono studiare i cambiamenti stagionali a lungo termine, nonché catturare eventi relativamente transitori, come la comparsa di macchie scure su Nettuno o su Urano. Queste tempeste potrebbero essere così fugaci che in passato alcune di esse potrebbero essere apparse e svanite durante gli intervalli pluriennali nelle osservazioni di Nettuno da parte di Hubble. Il programma Opal assicura che gli astronomi non ne perdano altre, garantendo più continuità nelle osservazioni.
Questi risultati sono stati presentati il 15 dicembre al meeting autunnale dell’American Geophysical Union.