AGI - Sebbene la Grande Macchia Rossa di Giove sia una caratteristica costante del pianeta da secoli, ora, sono state rilevate macchie ugualmente grandi ai poli nord e sud del pianeta, che appaiono e scompaiono apparentemente in modo casuale, rivelando processi insoliti che hanno luogo nel forte campo magnetico di Giove. La scoperta, descritta sulla rivista Nature Astronomy, si deve agli astronomi dell'Università della California, Berkeley.
Gli ovali delle dimensioni della Terra, visibili solo a lunghezze d'onda ultraviolette, sono incastonati in strati di foschia stratosferica che ricoprono i poli del pianeta. Gli ovali scuri, quando visti, si trovano quasi sempre appena sotto le zone aurorali luminose di ogni polo, che sono simili alle luci del nord e del sud della Terra. Le macchie assorbono più UV rispetto all'area circostante, il che le fa apparire scure nelle immagini del telescopio spaziale Hubble della NASA. Nelle immagini annuali del pianeta, scattate da Hubble tra il 2015 e il 2022, un ovale UV scuro appare il 75% delle volte al polo sud, mentre gli ovali scuri appaiono solo in una delle otto immagini scattate al polo nord.
Gli ovali scuri UV sono il segno dei processi anomali che hanno luogo nel forte campo magnetico di Giove, che si propagano fino ai poli e in profondità nell'atmosfera, molto più in profondità dei processi magnetici che producono le aurore sulla Terra. Gli ovali UV scuri sono stati rilevati per la prima volta da Hubble, alla fine degli anni Novanta, ai poli nord e sud e, poi, al polo nord dalla sonda spaziale Cassini che ha sorvolato il pianeta Giove nel 2000. Tuttavia, uno studio sistematico delle immagini recenti ottenute da Hubble, condotto da Troy Tsubota, studente universitario presso l'UC Berkeley, ha rilevato che queste erano una caratteristica comune al polo sud. Nello studio, lo scienziato ha potuto registrare otto ovali UV-scuri meridionali, SUDO, tra il 1994 e il 2022.
In tutte le 25 mappe globali di Hubble che mostrano il polo nord di Giove, Tsubota e l'autore senior, Michael Wong, astronomo e ricercatore associato presso lo Space Sciences Laboratory dell'UC Berkeley, hanno rinvenuto solo due ovali UV-scuri settentrionali, NUDO. La maggior parte delle immagini di Hubble sono state catturate come parte del progetto Outer Planet Atmospheres Legacy, OPAL, diretto da Amy Simon, scienziata planetaria del NASA Goddard Space Flight Center e co-autrice del documento.
Utilizzando Hubble, gli astronomi di OPAL effettuano osservazioni annuali di Giove, Saturno, Urano e Nettuno per comprendere le loro dinamiche atmosferiche e l'evoluzione nel tempo. "Nei primi due mesi, ci siamo resi conto che queste immagini OPAL erano come una miniera d'oro, in un certo senso, e sono stato in grado molto rapidamente di costruire questa pipeline di analisi e inviare tutte le immagini per vedere cosa ottenevamo - ha detto Tsubota, che è al suo ultimo anno alla UC Berkeley con una tripla specializzazione in fisica, matematica e informatica -. E' stato allora che ci siamo resi conto che potevamo effettivamente fare della buona scienza e delle analisi di dati reali e iniziare a parlare con i collaboratori del perché queste si presentano".
Wong e Tsubota hanno consultato due esperti di atmosfere planetarie, Tom Stallard della Northumbria University di Newcastle-upon-Tyne, nel Regno Unito, e Xi Zhang, della UC Santa Cruz, per determinare cosa potrebbe causare queste aree di foschia densa. Stallard ha teorizzato che l'ovale scuro è probabilmente agitato dall'alto da un vortice creato quando le linee del campo magnetico del pianeta subiscono attrito in due posizioni molto distanti: nella ionosfera, dove Stallard e altri astronomi hanno precedentemente rilevato un moto rotatorio utilizzando telescopi terrestri, e nello strato di plasma caldo e ionizzato attorno al pianeta rilasciato dalla luna vulcanica Io.
Il vortice gira più velocemente nella ionosfera, indebolendosi progressivamente man mano che raggiunge ogni strato più profondo. Come un tornado che atterra su un terreno polveroso, l'estensione più profonda del vortice agita l'atmosfera nebbiosa per creare i punti densi osservati da Wong e Tsubota. Tuttavia, non è chiaro se la miscelazione riesca a sollevare più foschia dal basso o ne generi altra. Sulla base delle osservazioni, la squadra di astronomi sospetta che gli ovali si formino nell'arco di circa un mese e si dissipino nel giro di un paio di settimane.
"La foschia negli ovali scuri è 50 volte più densa della concentrazione tipica, il che suggerisce che probabilmente si forma a causa delle dinamiche dei vortici vorticosi, piuttosto che per reazioni chimiche innescate da particelle ad alta energia provenienti dall'atmosfera superiore - ha affermato Zhang -. Le nostre osservazioni hanno mostrato che la tempistica e la posizione di queste particelle energetiche non sono correlate con l'aspetto degli ovali scuri". I risultati sono ciò che il progetto OPAL si proponeva di scoprire, rivelando in che modo le dinamiche atmosferiche nei pianeti giganti del sistema solare differiscono da quelle conosciute sulla Terra.
"Studiare le connessioni tra diversi strati atmosferici è molto importante per tutti i pianeti, che si tratti di un esopianeta, Giove o la Terra" - ha dichiarato Wong -. Vediamo prove di un processo che collega ogni cosa nell'intero sistema di Giove, dalla dinamo interna ai satelliti e ai loro torii di plasma, alla ionosfera, alle nebbie stratosferiche. Trovare questi esempi ci aiuta a comprendere il pianeta nel suo insieme", ha concluso.