Webb rivela nuovi dettagli e misteri nell’aurora di Giove

Il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA ha catturato nuovi dettagli delle aurore sul pianeta più grande del nostro Sistema Solare. Le luci danzanti osservate su Giove sono centinaia di volte più luminose di quelle osservate sulla Terra. Con l’avanzata sensibilità di Webb, gli astronomi hanno studiato i fenomeni per comprendere meglio la magnetosfera di Giove.

Le aurore si creano quando particelle ad alta energia entrano nell’atmosfera di un pianeta vicino ai suoi poli magnetici e si scontrano con atomi di gas.

Non solo le aurore su Giove sono di dimensioni enormi, ma sono anche centinaia di volte più energetiche delle aurore sulla Terra.

Qui, le aurore sono causate dalle tempeste solari, quando le particelle cariche piovono sull’atmosfera superiore, eccitano i gas e li fanno brillare di colori rossi, verdi e viola.

Nel frattempo, Giove ha una fonte aggiuntiva per le sue aurore; Il forte campo magnetico del gigante gassoso cattura le particelle cariche dall’ambiente circostante.

Ciò include non solo le particelle cariche all’interno del vento solare, ma anche le particelle lanciate nello spazio dalla sua luna orbitante Io, nota per i suoi numerosi e grandi vulcani.

I vulcani di Io vomitano particelle che, sorprendentemente, sfuggono alla gravità della luna e orbitano attorno a Giove.

Anche una raffica di particelle cariche liberate dal sole durante le tempeste solari raggiunge il pianeta.

Il grande e potente campo magnetico di Giove cattura le particelle cariche e le accelera a velocità enormi.

Queste particelle veloci si scontrano con l’atmosfera del pianeta ad alte energie, eccitando il gas e facendolo brillare.

Ora, le capacità uniche di Webb stanno fornendo nuove informazioni sulle aurore su Giove.

La sensibilità del telescopio consente agli astronomi di aumentare la velocità dell’otturatore per catturare le caratteristiche aurorali che variano rapidamente.

I nuovi dati sono stati acquisiti con la Near-InfraRed Camera (NIRCam) di Webb il giorno di Natale 2023 da un team di scienziati guidati da Jonathan Nichols dell’Università di Leicester, nel Regno Unito.

“Che regalo di Natale è stato, mi ha lasciato senza fiato!” ha detto Nichols. “Volevamo vedere quanto velocemente cambiano le aurore, aspettandoci che svanissero in modo ponderoso, forse per un quarto d’ora o giù di lì. Invece abbiamo osservato l’intera regione aurorale frizzare e scoppiettare di luce, a volte variando al secondo”.

I dati del team hanno scoperto che l’emissione dello ione triidrogeno, noto come H3+, è molto più variabile di quanto si credesse in precedenza.

Le osservazioni aiuteranno a sviluppare la comprensione degli scienziati di come l’atmosfera superiore di Giove viene riscaldata e raffreddata.

Il team ha anche scoperto alcune osservazioni inspiegabili nei loro dati.

“Ciò che ha reso queste osservazioni ancora più speciali è che abbiamo anche scattato foto simultaneamente nell’ultravioletto con il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA“, ha aggiunto Nichols. “Stranamente, la luce più brillante osservata da Webb non aveva una vera controparte nelle immagini di Hubble. Questo ci ha lasciato a grattarci la testa. Per causare la combinazione di luminosità vista sia da Webb che da Hubble, abbiamo bisogno di una combinazione apparentemente impossibile di alte quantità di particelle a bassissima energia che colpiscono l’atmosfera – come una tempesta di pioggerellina! Ancora non capiamo come questo possa accadere”.

Il team ha ora in programma di studiare questa discrepanza tra i dati di Hubble e Webb e di esplorare le implicazioni più ampie per l’atmosfera e l’ambiente spaziale di Giove.

Intendono anche dare seguito a questa ricerca con ulteriori osservazioni di Webb, che possono confrontare con i dati della sonda Juno della NASA per esplorare meglio la causa dell’enigmatica emissione luminosa.

Queste intuizioni potrebbero anche supportare l’esploratore Jupiter Icy Moons dell’Agenzia Spaziale Europea, Juice, che è in rotta verso Giove per effettuare osservazioni dettagliate del gigantesco pianeta gassoso e delle sue tre grandi lune oceaniche: Ganimede, Callisto ed Europa. Juice darà un’occhiata alle aurore di Giove con sette strumenti scientifici unici, tra cui due imager.

Queste misurazioni ravvicinate ci aiuteranno a capire come interagiscono il campo magnetico e l’atmosfera del pianeta, nonché l’effetto che le particelle cariche di Io e delle altre lune hanno sull’atmosfera di Giove.

Immagine: ESA/Webb, NASA, CSA, J. Nichols (University of Leicester), M. Zamani (ESA/Webb)

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