ALMA Penetra nelle Profondità di Giove

27 Ago 2019 ALMA Penetra nelle Profondità di Giove

Nuove riprese del radiotelescopio ALMA forniscono agli astronomi un quadro straordinario dell’atmosfera di Giove, svelando processi che hanno origine decine di chilometri al di sotto della copertura nuvolosa visibile del gigante gassoso.

Nuvole vorticose, enormi bande colorate, gigantesche tempeste: l’incantevole e turbolenta atmosfera gioviana è stata immortalata molte volte, ma cosa avviene al di sotto delle nubi visibili? Quali processi provocano la formazione di pennacchi nuvolosi e vortici tempestosi? Per svelare qualche ulteriore mistero, le osservazioni in luce visibile non sono sufficienti, occorre invece ricorrere alle onde radio. “ALMA ci ha permesso di realizzare una mappa tridimensionale della distribuzione di gas di ammoniaca al di sotto delle nuvole. E, per la prima volta, siamo stati in grado di studiare l’atmosfera al di sotto degli strati nuvolosi di ammoniaca ghiacciata dopo un’eruzione energetica avvenuta su Giove”, spiega Imke de Pater dell’University of California, Berkeley.

L’atmosfera del pianeta gigante è composta principalmente di idrogeno ed elio, con tracce gassose di metano, ammoniaca, acido solfidrico e acqua. Manca di un chiaro confine inferiore e può essere suddivisa in diversi strati nuvolosi, tra i quali quello superiore è composto principalmente da nubi di ammoniaca ghiacciata, che caratterizzano l’aspetto del pianeta e sono visibili dall’esterno. Al di sotto si trova uno strato di particelle di idrosolfuro di ammonio, e, ancora più in profondità, circa 80 chilometri al di sotto della coltre nuvolosa, esiste probabilmente un complicato sistema di nubi e foschie, con acqua liquida. Variazioni nelle nubi superiori provocano la formazione delle fasce marroni e delle zone biancastre visibili dalla Terra.

Molte delle tempeste di Giove hanno luogo all’interno delle famose fasce colorate e sono spesso accompagnate da fulmini. In luce visibile appaiono come piccole nubi brillanti, chiamate in genere pennacchi, che, erompendo dal basso, possono provocare vaste interruzioni, visibili per mesi o anni, nella fascia in cui irrompono.

Mappatura in onde radio con ALMA (In alto) e in luce visibile con Hubble (in basso). L’eruzione del pennacchio è visibile in entrambe le immagini Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello; NASA/Hubble

“Le nostre osservazioni con ALMA sono le prime a mostrare che elevate concentrazioni di ammoniaca gassosa vengono sollevate durante un’eruzione energetica”, spiega de Pater. “La combinazione di osservazioni simultanee con vari telescopi a diverse lunghezze d’onda ci ha permesso di esaminare l’eruzione in dettaglio. Questo ci ha indotti a confermare l’attuale teoria relativa alle nubi d’acqua, localizzate in profondità nell’atmosfera. I pennacchi portano verso l’alto gas dalle profondità dell’atmosfera verso elevate altitudini, ben al di sopra della copertura nuvolosa principale di ammoniaca”.

In pratica un meccanismo di convezione trasporta una miscela di gas ammoniaca e vapor d’acqua sufficientemente in alto (80 chilometri al di sotto della copertura nuvolosa) perché l’acqua condensi in goccioline liquide. Questo processo rilascia calore che espande la nube e la trasporta rapidamente verso altri strati nuvolosi, irrompendo alla fine attraverso le nubi di ammoniaca ghiacciata in cima all’atmosfera. L’eruzione dagli strati inferiori porta con sè le nubi al di sopra della coltre nuvolosa superiore, fino a che l’ammoniaca ghiaccia, producendo un luminoso pennacchio biancastro che si staglia di fronte alle bande colorate, tipiche della nostra visione di Giove.

Immagine radio di Giove effettuata con ALMA. Le bande brillanti indicano temperature elevate e corrispondono alle fasce brune nel visibile, mentre quelle scure corrispondono a temperature inferiori e a zone spesso più chiare e biancastre in luce ottica.
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello

https://public.nrao.edu/news/image-release-alma-shows-whats-inside-jupiters-storms/

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