Questo sito contribuisce all'audience di
8 marzo 2018

Giove: il primo tuffo tra i cicloni polari

di Eleonora Ferroni

Sono anni ormai che gli scienziati studiano Giove e il suo sistema di lune da ogni angolazione possibile, ma mai prima d’ora era stato possibile osservare le regioni polari del pianeta più grande del Sistema solare. A guidare il gruppo di astronomi che ha firmato l’articolo Clusters of cyclones encircling Jupiter’s poles pubblicato sulla rivista Nature è stato Alberto Adriani, ricercatore presso l’Istituto nazionale di astrofisica e responsabile scientifico dello strumento JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper) a bordo della sonda JUNO (JUpiterNear-polarOrbiter) della NASA. Il team di esperti ha osservato enormi cicloni – grandi migliaia di chilometri – “danzare” nell’atmosfera attorno ai poli del gigante gassoso. L’analisi dei dati dello spettrometro ad immagine (una camera nell’infrarosso in grado di osservare sia le emissioni aurorali che quelle termiche del pianeta) è frutto anche di una collaborazione con ricercatori dell’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima del Consiglio nazionale delle ricerche (ISAC-CNR), che hanno messo a disposizione del team di Adriani le loro competenze sull’atmosfera.

«Con le accuratissime riprese nell’infrarosso inviateci da JIRAM abbiamo scoperto, per la prima volta, la complessa danza dei vortici atmosferici in prossimità del polo nord e del polo sud di Giove. In particolare, esistono due cicloni che stazionano in corrispondenza di ciascun polo, circondati da strutture vorticose che fanno loro da corona». Ha spiegato Adriani aggiungendo: «Nelle osservazioni ripetute, compiute in questi mesi da JIRAM, abbiamo notato una sostanziale stabilità della configurazione dei vortici polari su Giove, tanto stabile da bloccare il movimento di quelle strutture cicloniche che si formano a latitudini più basse e tentano di muoversi verso i poli».

Lo studio di Adriani, uscito in contemporanea con diversi altri articoli su Giove tra cui Measurement of Jupiter’s asymmetric gravity field di Luciano Iess della Sapienza, regala nuova linfa all’osservazione ed esplorazione di questo immenso pianeta gassoso, ancora così misterioso. Pensate che, con un raggio di circa 70.000 chilometri e una composizione molto simile a quella del nostro Sole (cioè in larga parte idrogeno ed elio), Giove non ha una superficie solida e probabilmente di un nucleo ben definito, come invece accade sulla Terra e sugli altri pianeti rocciosi (Mercurio, Venere e Marte).

Adriani ha proseguito dicendo che «la conoscenza dei poli gioviani era un tassello mancante nella conoscenza dell’atmosfera del pianeta. Infatti non è possibile osservare i poli di Giove dalla Terra e non furono mai osservati da altre missioni dato che hanno sempre orbitato sul piano equatoriale o vicino ad esso». I dati riportati sulla rivista Nature confermano la presenza, in prossimità del ciclone sul polo nord, di altri otto cicloni di uguali dimensioni; altri cinque sono dislocati intorno al ciclone situato sopra il polo sud. Le dimensioni sono paragonabili a quelle del raggio del nostro pianeta: al Nord sono stati misurati cicloni con un diametro di 4000 chilometri e al Sud arrivano addirittura a superare i 6000 chilometri da un estremo all’altro. I ricercatori sono stati in grado di misurare anche la velocità dei venti, tra i 150 e i 350 chilometri orari. Gli esperti hanno anche calcolato che questi venti arrivano alla profondità di 3000 chilometri.

Adriani ha spiegato nel dettaglio: «I poli di Giove sono caratterizzati dalla presenza cicloni disposti in strutture geometriche pressoché regolari, come un ‘ditetragono’ a Nord e un pentagono a Sud. Tutti i cicloni a Nord hanno dimensioni simili con diametri variabili dai 4 mila ai 4,6 mila chilometri. Alcuni hanno un interno coperto di nuvole con confini oblati e netti mentre altri presentano regioni interne diverse e irregolari, con molte nuvole a piccola scala e appaiono più caotici e turbolenti». Adriani ha detto ancora che «i cicloni a Sud sono di dimensioni simili a quello centrale, ma sono tutti generalmente più grandi dei cicloni settentrionali, con diametri compresi tra 5,6 mila e 7 mila chilometri. Anche al Sud i cicloni presentano una gamma di morfologie. In particolare, alcuni di essi vengono visualizzati con una circolazione quasi laminare, mentre gli altri tre cicloni sembrano essere molto turbolenti lungo i loro rami delle nuvole a spirale. Il ciclone centrale polare del Sud è discostato dall’asse di rotazione del pianeta di circa mezzo grado».

A riuscire in questa impressionante impresa scientifica è stata la sonda JUNO, lanciata il 5 agosto 2011 e in orbita attorno a Giove dal 2016. La navicella americana, con a bordo diversi strumenti tra cui anche l’italiano KaT (Ka-band Translator), ha effettuato un immaginario “tuffo” nell’atmosfera del pianeta inserendosi in un’orbita polare. Dobbiamo ricordare che l’ambiente gioviano è particolarmente rischioso, per questo motivo la sonda e lo strumento JIRAM sono stati progettati e costruiti con caratteristiche davvero uniche. Lo spettrometro è stato ideato per poter funzionare anche in condizioni estreme grazie a un particolare specchio che compensa la rotazione della navicella durante la misurazione mantenendo la scena fissa per il tempo necessario a creare un’immagine.

Gli scienziati continueranno a osservare il pianeta con JUNO fino a luglio 2021.

L’immagine della zona dell’atmosfera di Giove in prossimità del polo nord ripresa nell’infrarosso dallo strumento JIRAM a bordo della sonda JUNO della NASA. Crediti: NASA/JPL-Calthech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM


© Istituto della Enciclopedia Italiana - Riproduzione riservata