Grandine d’acqua e ammoniaca nell’atmosfera di Giove

Nubi di Giove viste da Juno (Immagine NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill © CC BY)
Nubi di Giove viste da Juno (Immagine NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill © CC BY)

Tre articoli, uno pubblicato sulla rivista “Nature” e due pubblicati sulla rivista “Geophysical Research: Planets”, riportano vari aspetti di una ricerca sulle nubi del pianeta Giove. Tre team di ricercatori con vari membri in comune, coordinati dal Laboratoire Lagrange del CNRS francese e dal JPL della NASA hanno usato dati raccolti dalla sonda spaziale Juno per analizzare vari aspetti del ruolo dell’acqua nelle violente tempeste presenti nell’atmosfera gioviana. Fulmini hanno origine in una soluzione di acqua e ammoniaca, sostanze che possono formare una sorta di chicchi di grandine, soprannominati funghi (mushball) da parte dei ricercatori, che hanno un ruolo chiave nelle dinamiche atmosferiche di questo pianeta gassoso.

Siamo abituati al ruolo fondamentale dell’acqua nei fenomeni meteorologici sulla Terra, in particolare per quanto riguarda temporali e fulmini. Può sembrare strano che l’acqua abbia un ruolo importante nell’atmosfera di un pianeta gigante gassoso, formata prevalentemente di idrogeno, ma fin dagli albori del sistema solare comete hanno colpito Giove, portandovi quantità significative di acqua. Nell’atmosfera di Giove, tanto turbolenta da avere una tempesta gigantesca come la Grande Macchia Rossa, sono in atto fenomeni che i ricercatori stanno ancora scoprendo. Le rilevazioni della sonda spaziale Juno, entrata nell’orbita del pianeta il 5 luglio 2016, stanno aiutando a risolvere questi misteri.

La presenza di fulmini su Giove non è certo una novità dato che sono stati rilevati da varie sonde spaziali: da Galileo nel corso del suo studio focalizzato sul pianeta, da Voyager 1 durante il suo tour del sistema solare e perfino da New Horizons sulla strada verso la Fascia di Kuiper. Tuttavia, è stato necessario uno strumento sofisticato come la Stellar Reference Unit di Juno, progettata per rilevare anche fonti di luce fioca, per ottenere un ritratto dei fenomeni in atto nell’atmosfera gioviana sufficiente a capire il ruolo dell’acqua e quello dell’ammoniaca.

L’importanza dell’ammoniaca è dovuta al suo effetto antigelo sull’acqua, che può rimanere liquida quando viene mescolata in una soluzione composta per due terzi di acqua e per un terzo di ammoniaca fino a temperature di -100° Celsius. I due composti si mescolano negli strati alti dell’atmosfera gioviana e le goccioline che ne risultano si scontrano con i cristalli di ghiaccio di sola acqua generando cariche elettriche e piccoli fulmini.

Il peso raggiungo della grandine formata da acqua e ammoniaca dopo essere cresciuta la fa precipitare negli strati inferiori dell’atmosfera, dove evaporano. Ciò spiega perché lo strumento Microwave Radiometer della sonda spaziale Juno rilevava pochissima ammoniaca negli strati superiori dato che diventa invisibile dopo essersi mischiata all’acqua.

Queste ricerche hanno fornito spiegazioni a fenomeni atmosferici davvero esotici dato che alcuni processi non avvengono sulla Terra. Aiutano a capire ciò che avviene nell’atmosfera di un pianeta gassoso e ciò significa Urano e Nettuno ma anche esopianeti di quel genere.

Illustrazione di tempeste elettriche nell'atmosfera di Giove (Immagine NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt)
Illustrazione di tempeste elettriche nell’atmosfera di Giove (Immagine NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt)

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