Una veduta colorata artificialmente di Giove in luce ultravioletta. Oltre alla Grande Macchia Rossa, che appare di colore blu, si può notare un’altra caratteristica ovale nella foschia marrone al polo sud. L’ovale, una zona in cui la foschia è molto densa, è forse il risultato di un rimescolamento generato da un vortice più in alto nella ionosfera del pianeta. Questi ovali scuri appaiono periodicamente anche al polo nord, anche se con minore frequenza. Crediti: Troy Tsubota and Michael Wong, Uc Berkeley
Mentre la Grande Macchia Rossa di Giove caratterizza il pianeta da secoli, gli astronomi dell’Università della California, Berkeley, hanno scoperto macchie altrettanto grandi ai poli nord e sud del pianeta che appaiono e scompaiono apparentemente a caso. Queste macchie ovali, le cui dimensioni sono paragonabili a quella della Terra, sono visibili solo a lunghezze d’onda ultraviolette e – quando visibili – si trovano quasi sempre appena sotto le luminose regioni aurorali di ciascun polo.
Le macchie appaiono scure perché assorbono una quantità maggiore di raggi ultravioletti rispetto all’area circostante. Nelle immagini scattate dal telescopio spaziale Hubble tra il 2015 e il 2022, gli ovali scuri appaiono il 75 per cento delle volte al polo sud, mentre al polo nord appaiono solo in una delle otto immagini scattate.
Queste macchie sono indicative di insoliti processi che avvengono nel forte campo magnetico di Giove e che si propagano fino ai poli e in profondità nell’atmosfera, molto più in profondità dei processi magnetici che producono le aurore sulla Terra. Sono state rilevate per la prima volta da Hubble alla fine degli anni ’90, ai poli nord e sud, e successivamente al polo nord dalla sonda Cassini, che ha sorvolato Giove nel 2000. Nonostante questo, hanno attirato poca attenzione.
Quando Troy Tsubota, studente della Uc Berkeley, ha condotto uno studio sistematico sulle immagini recenti ottenute da Hubble, ha scoperto che al polo sud sono una caratteristica piuttosto comune: ha contato otto ovali scuri meridionali (Sudo, acronimo di southern Uv-dark ovals) tra il 1994 e il 2022. In tutte le 25 mappe di Hubble che mostrano il polo nord di Giove, Tsubota e Michael Wong dello Space Sciences Laboratory della Uc Berkeley, hanno trovato solo due ovali scuri settentrionali (Nudo, acronimo di northern Uv-dark ovals).
La maggior parte delle immagini Hubble sono state acquisite nell’ambito del progetto Outer Planet Atmospheres Legacy (Opal), diretto da Amy Simon, scienziata planetaria del Goddard Space Flight Center della Nasa e coautrice dell’articolo. Utilizzando Hubble, gli astronomi di Opal effettuano osservazioni annuali di Giove, Saturno, Urano e Nettuno per comprendere le loro dinamiche atmosferiche e la loro evoluzione nel tempo.
Per vederci più chiaro, Wong e Tsubota hanno consultato due esperti di atmosfere planetarie – Tom Stallard della Northumbria University e Xi Zhang della Uc Santa Cruz. Stallard ha teorizzato che l’ovale scuro è probabilmente agitato dall’alto da un vortice che si crea quando le linee del campo magnetico del pianeta risentono dell’attrito in due luoghi distanti: nella ionosfera, dove Stallard e altri astronomi hanno precedentemente rilevato un movimento rotatorio utilizzando telescopi a terra, e nello strato di plasma caldo e ionizzato intorno al pianeta, diffuso dalla luna vulcanica Io.
Il vortice ruota più velocemente nella ionosfera, indebolendosi progressivamente man mano che raggiunge gli strati più profondi. Come un tornado che tocca terra su un suolo polveroso, l’estensione più profonda del vortice agita l’atmosfera creando le macchie dense osservate da Wong e Tsubota. Non è chiaro se il mescolamento porti in superficie più foschia dagli strati sottostanti o se ne generi di nuova.
«La foschia negli ovali scuri è 50 volte più densa della concentrazione tipica», riporta Zhang. «Questo suggerisce che probabilmente si forma a causa delle dinamiche vorticose dei vortici piuttosto che delle reazioni chimiche innescate da particelle ad alta energia provenienti dall’alta atmosfera. Le nostre osservazioni hanno dimostrato che i tempi e la posizione di queste particelle energetiche non sono correlati alla comparsa degli ovali scuri».
Capire come le dinamiche atmosferiche nei pianeti giganti del Sistema solare differiscono da quelle che conosciamo sulla Terra è l’obiettivo del progetto Opal: «Studiare le connessioni tra i diversi strati atmosferici è molto importante per tutti i pianeti, sia che si tratti di un esopianeta, di Giove o della Terra», conclude Wong. «Vediamo prove di un processo che collega tutto nell’intero sistema di Giove, dalla dinamo interna ai satelliti, ai loro tori di plasma, dalla ionosfera alle foschie stratosferiche. Trovare questi esempi ci aiuta a capire il pianeta nel suo complesso».
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “UV-dark polar ovals on Jupiter as tracers of magnetosphere–atmosphere connections” di Troy K. Tsubota, Michael H. Wong, Tom Stallard, Xi Zhang & Amy A. Simon