Grazie all’utilizzo del Telescopio Spaziale James Webb (NASA/ESA/CSA), gli scienziati hanno osservato la regione al di sopra della celebre Grande Macchia Rossa di Giove, rivelando una serie di caratteristiche inedite e sorprendenti. Questa zona, in precedenza ritenuta priva di particolari rilevanze, ospita invece strutture intricate e un’attività notevole.
Giove, uno degli oggetti più luminosi nel cielo notturno, è facilmente visibile in una notte serena. Oltre alle brillanti aurore boreali e australi presenti nelle regioni polari del pianeta, il bagliore dell’atmosfera superiore di Giove è debole e quindi difficile da osservare con telescopi terrestri. Tuttavia, la sensibilità agli infrarossi del telescopio Webb consente agli scienziati di studiare l’atmosfera superiore di Giove sopra la famosa Grande Macchia Rossa con dettagli senza precedenti.
L’atmosfera superiore di Giove rappresenta l’interfaccia tra il campo magnetico del pianeta e l’atmosfera sottostante. In questa zona, le vivaci aurore, alimentate dal materiale vulcanico espulso dalla luna Io, sono ben visibili. Tuttavia, vicino all’equatore, la struttura dell’atmosfera superiore è influenzata dalla luce solare in arrivo. Poiché Giove riceve solo il 4% della luce solare che arriva sulla Terra, gli astronomi avevano previsto che questa regione fosse omogenea.
La Grande Macchia Rossa di Giove è stata osservata dallo spettrografo nel vicino infrarosso (NIRSpec) di Webb nel luglio 2022, utilizzando le capacità dell’unità di campo integrale dello strumento. Le osservazioni del programma Early Release Science miravano a verificare se questa regione fosse effettivamente monotona, concentrandosi sulla zona sopra la Grande Macchia Rossa. Con grande sorpresa, gli scienziati hanno scoperto che l’atmosfera superiore ospita una varietà di strutture intricate, tra cui archi scuri e macchie luminose, distribuite su tutto il campo visivo.
“Pensavamo, forse ingenuamente, che questa regione sarebbe stata davvero noiosa,” ha dichiarato Henrik Melin dell’Università di Leicester nel Regno Unito, a capo del team di ricerca. “In realtà, è interessante quanto le aurore, se non di più. Giove non smette mai di sorprendere“.
Sebbene la luce emessa da questa regione sia influenzata dalla luce solare, il team suggerisce che ci debba essere un altro meccanismo che altera la forma e la struttura dell’atmosfera superiore.
“Un modo in cui è possibile modificare questa struttura è attraverso le onde di gravità – simili alle onde che si infrangono su una spiaggia, creando increspature nella sabbia,” ha spiegato Melin. “Queste onde sono generate in profondità nell’atmosfera turbolenta inferiore, intorno alla Grande Macchia Rossa, e possono viaggiare verso l’alto, cambiando la struttura e le emissioni dell’atmosfera superiore“.
Il team spiega che queste onde atmosferiche possono essere osservate occasionalmente sulla Terra, ma sono molto più deboli rispetto a quelle osservate su Giove dal telescopio Webb. Gli scienziati sperano anche di condurre ulteriori osservazioni con Webb per indagare come questi pattern si muovano all’interno dell’atmosfera superiore del pianeta e per comprendere meglio il bilancio energetico di questa regione e come le caratteristiche cambino nel tempo.
Questi risultati potrebbero anche supportare la missione Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) dell’ESA, lanciata il 14 aprile 2023. Juice effettuerà osservazioni dettagliate di Giove e delle sue tre grandi lune oceaniche – Ganimede, Callisto ed Europa – con una suite di strumenti di telerilevamento, geofisici e in situ. La missione studierà queste lune sia come oggetti planetari che come possibili habitat, esplorando in profondità l’ambiente complesso di Giove e studiando il sistema gioviano come archetipo dei giganti gassosi nell’Universo.
Queste osservazioni sono state effettuate nell’ambito del programma Early Release Science #1373: ERS Observations of the Jovian System as a Demonstration of JWST’s Capabilities for Solar System Science (Co-PIs: I. de Pater, T. Fouchet).
“Questa proposta ERS è stata scritta nel 2017,” ha spiegato Imke de Pater dell’Università della California, Berkeley, membro del team. “Uno dei nostri obiettivi era stato quello di indagare perché la temperatura sopra la Grande Macchia Rossa apparisse elevata, come rivelato da recenti osservazioni con il NASA Infrared Telescope Facility. Tuttavia, i nostri nuovi dati hanno mostrato risultati molto diversi“.
Questi risultati sono stati pubblicati su Nature Astronomy, aprendo nuove prospettive sulla comprensione delle dinamiche atmosferiche di Giove e offrendo spunti per future esplorazioni del Sistema Solare.
