Una spiegazione per la disposizione delle tempeste al polo sud di Giove

Il polo sud di Giove (Immagine NASA-JPL/Caltech)
Il polo sud di Giove (Immagine NASA-JPL/Caltech)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Proceedings of the National Academy of Sciences” riporta uno studio sulle tempeste al polo sud del pianeta Giove e sul loro schema geometrico regolare. Un team di ricercatori dell’Università di Berkeley e del Caltech hanno usato modelli matematici derivanti da ricerche condotte nel XIX secolo da Lord Kelvin basandosi su esperimenti del fisico Alfred Mayer per spiegare perché quelle tempeste si sono concentrate in quell’area e perché su Giove sono disposte in quella formazione geometrica.

Tra le scoperte compiute dalla sonda spaziale Juno della NASA durante le sue osservazioni dall’orbita di Giove c’è quella del sistema di cicloni al polo sud del gigante gassoso. Andy Ingersoll, già parte del team della missione Juno e tra gli autori di questa ricerca, ha spiegato che le tempeste su Giove sono per molti versi simili a quelle che colpiscono la costa est degli USA ogni estate e autunno ma su una scala molto più vasta. Anche su Giove quelle tempeste tendono a formarsi più vicino all’equatore per poi spostarsi verso i poli. La differenza è che sulla Terra uragani e tifoni si dissipano prima di allontanarsi troppo dall’equatore ma su Giove continuano a spostarsi fino a raggiungere i poli.

La differenza fondamentale tra le tempeste terrestri e quelle gioviane è nell’attrito che viene generato quando finiscono sui continenti della Terra, molto inferiore su un gigante gassoso privo di superficie solida. Giove ha anche un calore interno residuo dalla sua formazione molto superiore, paragonabile a quello che riceve dal Sole, perciò la differenza di temperatura tra il suo equatore e i suoi poli non è ampia come sulla Terra. Tuttavia, la presenza di un gruppo di tempeste al polo sud di Giove è una situazione unica perché ad esempio Saturno ha un’unica tempesta a ognuno dei suoi poli.

Per capire perché Giove ha un gruppo di tempeste disposte in uno schema geometrico al polo sud, i ricercatori hanno esaminato una vecchia ricerca condotta nel 1878 dal fisico americano Alfred Mayer che permise a Lord Kelvin di sviluppare un modello matematico per spiegarne i risultati. Mayer piazzò magneti rotondi a galleggiare su una superficie d’acqua e osservò che essi si disponevano spontaneamente in configurazioni geometriche simili a quelle viste su Giove, con forme che dipendevano dal numero di magneti.

Quel tipo di studio non era mai stato applicato a una superficie planetaria. Per farlo, i ricercatori hanno usato un insieme di equazioni conosciute come valutazione delle portate di piena per costruire un modello al computer in grado di riprodurre i processi in atto su Giove.

Cheng Li, primo autore di questa ricerca, ha spiegato che lui e i suoi colleghi volevano esplorare la combinazione di parametri che rende stabili i cicloni al polo sud di Giove. Lui e i suoi colleghi hanno scoperto che un insieme di tempeste stabili come quelle gioviane si formerebbe quando esse sono circondate ciascuna da un anello di venti che ruota nella direzione opposta ad esse, quello che viene chiamato anello anticiclonico. La presenza di anelli anticiclonici porta le tempeste a respingersi a vicenda invece di fondersi.

Questo studio offre una soluzione al mistero del gruppo di tempeste al polo sud di Giove ma Andy Ingersoll ha spiegato che potrebbe aiutare a campire meglio i comportamenti del tempo atmosferico sulla Terra. Ciò perché altri pianeti forniscono una gamma di comportamenti molto più vasta rispetto a ciò che vediamo sulla Terra, perciò studiare il meteo su altri pianeti permette di mettere alla prova teorie che vengono applicate al meteo terrestre. Non è il primo caso del genere e non sarà l’ultimo.

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