30 Ott 2021 Juno Svela l’Atmosfera Profonda di Giove
Nuove scoperte basate sui dati della sonda Juno rivelano informazioni fondamentali sulle caratteristiche atmosferiche di Giove. Le analisi suggeriscono che i vortici tempestosi maggiori, come la Grande Macchia Rossa, sprofondino per centinaia di chilometri al di sotto della copertura nuvolosa. Sembra inoltre che le conformazioni poligonali degli immensi cicloni ai poli del pianeta siano particolarmente profonde e persistenti.
I ricercatori hanno pubblicato vari studi relativi alle scoperte sull’atmosfera di Giove sulle riviste Science, Journal of Geophysical Research: Planets e Geophysical Research Letters. “Queste nuove osservazioni di Juno aprono uno scrigno del tesoro di nuove informazioni sulle enigmatiche caratteristiche osservabili di Giove”, afferma Lori Glaze della NASA. “Ogni studio fa luce su aspetti differenti dei processi atmosferici del pianeta”. La sonda Juno è entrata nell’orbita di Giove nel 2016. “Da tempo Juno ci sorprende con indizi che i fenomeni nell’atmosfera di Giove vadano più in profondità di quanto ci aspettassimo”, spiega Scott Bolton, del Southwest Research Institute a San Antonio, Texas, primo autore dello studio che riguarda la profondità dei vortici di Giove. “Ora stiamo iniziando a mettere insieme tutti i pezzi e ad ottenere per la prima volta una reale comprensione dei processi in atto nella bella e violenta atmosfera di Giove”.
Nella rappresentazione artistica la nostra Terra confrontata con la Grande Macchia Rossa CREDIT JunoCam Image data: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSSJunoCam Image processing by Kevin M. Gill (CC BY)Earth Image: NASA
Lo strumento MWR (MicroWave Radiometer) a bordo di Juno ha permesso agli scienziati di penetrare al di sotto della copertura nuvolosa di Giove e di sondare la struttura dei suoi molti vortici tempestosi. La più famosa di queste tempeste è l’iconica Grande Macchia Rossa, più grande della nostra Terra. I nuovi risultati dimostrano che i cicloni sono più caldi e con densità atmosferica inferiore negli strati superiori, mentre più in profondità sono più freddi e con densità maggiore. Gli anticicloni, che ruotano in verso opposto, sono invece più freddi in alto e più caldi verso gli strati atmosferici inferiori. Le tempeste sono molto più alte del previsto: alcune si estendono per un centinaio di chilometri al di sotto della copertura nuvolosa, altre, inclusa la Grande Macchia Rossa, penetrano a ben 350 km di profondità.
L’altezza e la dimensione della Grande Macchia Rossa implicano che la concentrazione di massa atmosferica all’interno della tempesta può essere rilevabile da strumenti che studiano il campo gravitazionale di Giove. Due passaggi ravvicinati di Juno sulla Grande Macchia hanno fornito l’opportunità di cercare indizi sulle caratteristiche gravitazionali della tempesta. Gli scienziati sono riusciti a misurare variazioni di velocità della sonda di soli 0,01 millimetri per secondo, mentre Juno viaggiava a 209.000 chilometri all’ora ad una distanza di oltre 650 milioni di chilometri dal pianeta. I dati hanno permesso al team di dedurre che la Grande Macchia Rossa penetra per circa 500 chilometri al di sotto della copertura nuvolosa. “La precisione richiesta per studiare la gravità della Grande Macchia Rossa durante il passaggio ravvicinato del Luglio 2019 è sbalorditiva”, afferma Marzia Parisi del Jet Propulsion Laboratory della Nasa.
Al contrario della Terra, Giove non possiede una superficie solida, ma è un pianeta gassoso composto principalmente da idrogeno ed elio. Le colorate bande gioviane sono confinate da flussi atmosferici zonali chiamati “correnti a getto” (jet streams). Tali correnti segnano le transizioni tra zone luminose e bande più scure. I colori che abbiamo imparato ad ammirare nelle riprese di Giove sono dovuti a interazioni chimiche nell’atmosfera, ma la conformazione a fasce deriva da flussi zonali che soffiano attorno al pianeta in direzioni alternate. Al contrario della Terra, Giove non presenta formazioni geologiche, come ad esempio montagne, in grado di interrompere questi venti colossali, pertanto i flussi principali percorrono il pianeta pressochè linearmente. Grazie a Juno si è scoperto che le correnti a getto raggiungono profondità di circa 3.200 chilometri. I ricercatori stanno ancora cercando di risolvere il mistero della formazione di queste correnti. I dati raccolti da Juno hanno rivelato un possibile indizio: i gas di ammoniaca in atmosfera viaggiano in eccezionale allineamento con le correnti a getto osservate.
“Seguendo l’ammoniaca, abbiamo scoperto celle convettive di circolazione atmosferica sia nell’emisfero nord che in quello sud, simili alle ‘celle di Ferrel’, che controllano buona parte del clima sulla Terra”, afferma Keren Duer del Weizmann Institute of Science in Israele, a guida di uno degli studi su Science. “Mentre la Terra ha una cella di Ferrel per emisfero, Giove ne ha otto, ognuna almeno 30 volte più grande”. I dati di Juno rivelano inoltre che le bande e le zone subiscono un processo di transizione circa 65 chilometri al di sotto delle nubi d’acqua di Giove. A livello superficiale le bande di Giove sono più luminose nelle microonde rispetto alle zone confinanti. Ma a livello più profondo, al di sotto delle nubi d’acqua, è vero l’opposto.
Grazie ai dati di Juno si era già scoperta la presenza di conformazioni poligonali di tempeste cicloniche immense ad entrambi i poli di Giove: otto cicloni disposti in un pattern ottagonale al polo nord e cinque vortici disposti in una forma pentagonale al polo sud. Ora gli scienziati, grazie ai dati dello strumento Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), hanno capito che questi fenomeni atmosferici sono particolarmente resistenti e che permangono sempre nella stessa posizione.
Image data: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSSImage processing by Tanya Oleksuik © CC NC SA
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-juno-science-results-offer-first-3d-view-of-jupiter-atmosphere
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