Dettagli dell’atmosfera di Giove visti a diverse lunghezze d’onda

Grafico delle osservazioni combinate di Giove
Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Supplement Series” riporta i risultati di una serie di osservazioni combinate del pianeta Giove. Un team di ricercatori guidato da Michael Wong dell’Università della California a Berkeley ha usato dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble, dall’Osservatorio Gemini alle Hawaii e dalla sonda spaziale Juno della NASA per ottenere un quadro più ampio di vari fenomeni in atto nell’atmosfera di Giove. Le tempeste includono la Grande Macchia Rossa, che le osservazioni combinate aiutano a capire meglio.

Le gigantesche tempeste di Giove sono oggetto di studio da prima che la loro natura fosse conosciuta, a cominciare dalla Grande Macchia Rossa. Quando sono stati costruiti strumenti in grado di sondare sotto la superficie del pianeta è stato possibile cominciare a capire le loro dimensioni, con profondità che possono arrivare a oltre 60 chilometri. L’atmosfera di Giove è ben diversa da quella della Terra ma anche sul gigante gassoso ci sono fulmini che generano emissioni elettromagnetiche. La combinazione di dati rilevati da diversi strumenti sensibili a diverse lunghezze d’onda può fornire un quadro più completo di quei fenomeni, della composizione dell’atmosfera e di altre caratteristiche del pianeta.

L’immagine in alto (NASA, ESA, M.H. Wong (UC Berkeley), A. James and M.W. Carruthers (STScI), and S. Brown (JPL)) riporta un grafico che mostra osservazioni e interpretazioni delle strutture delle nuvole e della circolazione atmosferica su Giove dalla sonda spaziale Juno, dal telescopio spaziale Hubble e dall’Osservatorio Gemini. Combinando i dati di Juno, Hubble e Gemini, i ricercatori sono in grado di vedere che i lampi sono raggruppati in regioni turbolente dove ci sono nuvole di acque profonde e dove l’aria umida si sta alzando per formare alte torri convettive simili a cumulonembi (nubi temporalesche) sulla Terra. L’illustrazione in basso di fulmini, torri convettive, nuvole d’acqua profonde e aree chiare nell’atmosfera di Giove si basa sui dati combinati e corrisponde al transetto (linea bianca angolata) indicato sui dettagli della mappa di Hubble e Gemelli. La combinazione di osservazioni può essere utilizzata per mappare la struttura della nuvola in tre dimensioni e inferire i dettagli della circolazione atmosferica. Nubi spesse e torreggianti si formano dove l’aria umida sta salendo. Le aree chiare si formano dove l’aria più secca affonda. Le nuvole mostrate sorgono cinque volte più alte di torri convettive simili nell’atmosfera relativamente poco profonda della Terra. La regione illustrata copre una campata orizzontale di un terzo maggiore di quella degli Stati Uniti continentali.

Mappando i lampi rilevati dalla sonda spaziale Juno su immaigni ottiche catturate da Hubble e immagini termiche agli infrarossi catturate allo stesso tempo da Gemini, i ricercatori hanno potuto mostrare che i lampi sono associati con una combinazione a tre di strutture nuvolose. Nubi profonde fatte d’acqua, grandi torri convettive causate dalla risalita di aria umida, in pratica nubi temporalesche, e regioni chiare generate dalla discesa di aria più secca fuori dalle torri convettive.

I dati di Hubble mostrano l’altezza delle spesse nubi nelle torri convettive e la profondità delle nubi d’acqua profonde. I dati di Gemini rivelano chiaramente le regioni più chiare nelle nubi a livelli alti dove è possibile intravvedere le nubi d’acqua profonda. La possibilità di correlare fulmini e nubi d’acqua profonde dà ai ricercatori un altro strumento per stimare la quantità d’acqua nell’atmosfera di Giove, importante per capire come Giove e gli altri giganti gassosi si sono formati, un evento cruciale nella formazione dell’intero sistema solare.

La Grande Macchia Rossa è sempre al centro dell’interesse negli studi di Giove e la missione Juno permette agli scienziati di studiarne i cambiamenti nel breve periodo. Osservazioni frequenti sono necessarie per capire i fenomeni in atto e trovare spiegazioni a misteri come quello degli oggetti scuri nella Macchia che appaiono, scompaiono e cambiano forma nel corso del tempo. Le immagini ottenute a diverse lunghezze d’onda hanno fornito un quadro più completo, in questo caso perché si tratta di regioni scure alla luce visibile ma luminosissime agli infrarossi. Ciò indica che si tratta di buchi nello strato di nuvole, le quali bloccano gli infrarossi.

L’immagine in basso (NASA, ESA, and M.H. Wong (UC Berkeley) and team) mostra varie immagini della Grande Macchia Rossa: sul lato sinistro (in basso nei dettagli) vista da Hubble, in alto a destra vista da Gemini agli infrarossi, in basso nel mezzo vista da Hubble agli ultravioletti e in basso a destra un’immagine composta di Hubble e Gemini.

Le immagini di Giove catturate da Hubble e Gemini a supporto della missione Juno stanno fornendo informazioni importanti nello studio dei fenomeni atmosferici del pianeta. Tracciare la presenza d’acqua aiuta a capire meglio anche la composizione dell’atmosfera gioviana, un passo in avanti nello studio della formazione ed evoluzione del pianeta. Alcune risposte possono essere applicate anche ad altri giganti gassosi e ciò offre nuovi indizi sui processi che hanno portato alla formazione del sistema solare.

La Grande Macchia Rossa di Giove vista a varie lunghezze d'onda

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