19 Nov 2021 Hubble Visita i Giganti del Sistema Solare
Queste spettacolari immagini dei giganti del Sistema Solare sono state riprese quest’anno dal telescopio Hubble per rivelare eventuali cambiamenti nella loro atmosfera rispetto a precedenti osservazioni. Il Sistema Solare esterno è il reame dei pianeti giganti, Giove, Saturno, Urano e Nettuno, il più lontano tra i quattro, la cui distanza dal Sole è pari a circa 30 volte quella della Terra. Al contrario dei pianeti rocciosi, questi mondi remoti sono composti principalmente da strati di miscugli gassosi di idrogeno, elio, ammoniaca, metano e altri in tracce, che avvolgono un un nucleo denso, compatto e straordinariamente caldo.
Sia sonde che telescopi spaziali e terrestri hanno osservato negli scorsi decenni cambiamenti significativi nelle colorate e vorticose atmosfere dei pianeti giganti. Ogni volta che Hubble ha osservato questi mondi lontani, gli scienziati hanno scoperto nuove sorprese, ricavando indizi sul loro clima estremo, guidato da dinamiche ancora ignote che hanno luogo al di sotto della copertura nuvolosa. Le nuove riprese di Hubble rivelano cambiamenti sia sostanziali sia minimi, che possono aver luogo in tempi ridotti.
Giove
Quest’anno le osservazioni di Giove, effettuate il 4 Settembre, evidenziano alcune nuove tempeste nella sua turbolenta atmosfera e una variazione di colore all’equatore del pianeta. Tutte le fasce colorate nuvolose sono confinate verso nord e verso sud da correnti a getto che rimangono costanti, anche quando le fasce cambiano colore. Inoltre le fasce sono tutte separate da venti che possono raggiungere velocità fino a 640 chilometri all’ora. La zona equatoriale sfoggia una forte tonalità arancio, insolita secondo i ricercatori. Da alcuni anni in questa regione la consueta tonalità tra il bianco e il beige è variata, ma gli scienziati sono sorpresi di questa nuova colorazione arancio ancor più profondo.
Il colore arancio dell’ampia banda all’equatore potrebbe essere un segnale del fatto che nubi più profonde stanno iniziando a schiarirsi, mettendo in evidenza particelle rossastre presenti nella foschia sovrastante. Proprio al di sopra dell’equatore, gli astronomi hanno individuato varie nuove tempeste, soprannominate “chiatte”. Queste celle temporalesche rossastre e di forma allungata possono essere definite vortici ciclonici, variabili nell’aspetto. Mentre alcune tempeste sono ben definite e chiare, altre sono sfumate e indistinte. Queste differenze sono dovute alle proprietà fisiche all’interno delle nubi che costituiscono i vortici.
I ricercatori hanno notato variazioni in una struttura situata al di sotto della Grande Macchia Rossa, chiamata Ovale BA, oppure Piccola Macchia Rossa, una tempesta simile alla compagna maggiore osservata per la prima volta nel 2000, quando si è formata in seguito alla fusione di tre piccole tempeste simili. Nell’Ovale BA i venti stanno accelerando e il vortice, di colore beige scuro, è accompagnato da varie tempeste cicloniche aggiuntive biancastre, verso sud. La Grande Macchia Rossa si sta rimpicciolendo: attualmente potrebbe contenere al suo interno poco più di una Terra intera, ma al suo massimo, 150 anni fa, si estendeva per almeno tre volte il nostro pianeta.
Saturno
La nuova immagine di Saturno, ripresa il 12 Settembre 2021, mostra rapidi ed estremi cambiamenti di colore nelle bande situate nell’emisfero Nord del pianeta, dove attualmente la stagione è l’inizio dell’Autunno. Dato che l’equatore di Saturno è inclinato di 27 gradi rispetto al piano della sua orbita, il gigante gassoso è soggetto a cambiamenti stagionali di lunga durata. La visione acuta di Hubble evidenzia il sistema di anelli, la cui struttura sorprendente appare simile a un disco in vinile, nonchè fini dettagli dell’atmosfera del gigante. Le fasce colorate hanno subito variazioni anche nelle osservazioni di Hubble tra il 2019 e il 2020. Sono chiare e scure, simili a quelle di Giove ma più soffuse e sfumate, e sono dovute a venti che si alternano, generando nubi di varia composizione e altitudine.
I colori tenui e ambrati derivano da foschie prodotte nel corso di reazioni fotochimiche innescate dalla radiazione ultravioletta del Sole. Al di sotto della ‘foschia’ si estendono nubi di cristalli di ghiaccio d’ammoniaca, così come, a un livello più profondo, nubi di idrosolfuro di ammonio e vapor d’acqua. Questa immagine di Hubble cattura Saturno in un periodo in cui è già terminata la stagione invernale nell’emisfero meridionale ed evidenzia una persistente tonalità bluastra al polo sud.
Urano
Il telescopio Hubble ha immortalato Urano il 25 Ottobre scorso e in questa ripresa la calotta polare settentrionale del pianeta brilla come un riflettore. Urano ruota su un lato, con l’asse di rotazione inclinato quasi ad angolo retto rispetto a quello di tutti gli altri pianeti del Sistema Solare. Questa insolita disposizione è quasi certamente dovuta a un impatto gigantesco con un altro corpo celeste, avvenuto in tempi molto antichi. Nell’emisfero nord del gigante è attualmente primavera e la crescente radiazione ultravioletta del Sole provoca probabilmente il bagliore della regione polare. I meccanismi alla base di questo fenomeno non sono chiari. Potrebbe essere dovuto a cambiamenti nell’opacità del metano atmosferico o ad alcune variazioni nelle particelle dell’aerosol.
Le variazioni nell’attività solare possono influenzare colori e formazione delle nubi nell’atmosfera di Urano. Il gigante ghiacciato è il settimo pianeta del sistema solare in ordine di distanza dal Sole e impiega 84 anni terrestri per percorrere un’orbita completa. Curiosamente, anche se la calotta atmosferica diventa più luminosa, il suo confine meridionale ben definito rimane sempre alla stessa latitudine. Forse una forte corrente a getto costituisce una sorta di barriera alla latitudine di 43 gradi.
Nettuno
Durante queste osservazioni del 7 Settembre 2021, i ricercatori hanno scoperto che la macchia scura su Nettuno scoperta recentemente ha cambiato direzione di moto. La formazione è ancora visibile in questa ripresa, sullo sfondo dell’oscuro emisfero settentrionale. La macchia scura, più ampia dell’Oceano Atlantico, si era formata nell’emisfero settentrionale del pianeta ed era stata individuata da Hubble nel 2018.
Osservazioni effettuate l’anno successivo avevano evidenziato che il vortice stava iniziando a dirigersi verso sud, in direzione dell’equatore, dove simili tempeste solitamente spariscono dalla vista. Soprendentemente, nell’Agosto 2020 gli astronomi si sono accorti che il vortice scuro ha cambiato direzione, dirigendosi nuovamente verso nord. I vortici scuri di Nettuno sono sistemi ad alta pressione che possono formarsi a medie latitudini e di solito in seguito migrano verso l’equatore. Il meccanismo di formazione di questi vortici è ancora un mistero, ma l’aspetto nerastro della tempesta potrebbe essere dovuto a un strato di nubi scure ad elevata altitudine. Nella ripresa è visibile anche un alone più scuro che circonda il polo sud di Nettuno. La tonalità bluastra di Nettuno e di Urano deriva dall’assorbimento della luce rossa da parte dell’atmosfera ricca di metano dei due pianeti.
Image credit: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), and M.H. Wong (University of California, Berkeley) and the OPAL team
https://esahubble.org/news/heic2113/
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