NUOVA MAPPA RADIO DELL’ATMOSFERA

Riccioli d’ammoniaca sotto le nubi di Giove

Mentre manca meno di un mese all’arrivo della sonda Juno a Giove, è stata prodotta con il radiotelescopio VLA la più dettagliata mappa radio dell’atmosfera del pianeta, che mostra i vorticosi flussi di ammoniaca gassosa ben al di sotto dello strato più superficiale

Utilizzando la schiera di parabole che compone il Very Large Array in Nuovo Messico, un gruppo di astronomi ha prodotto la più dettagliata mappa radio dell’atmosfera di Giove, rivelando l’imponente flusso di gas di ammoniaca che scorre al di sotto dello spesso strato di colorate e vorticosi nubi superficiali.

In questa gif animata si alternano immagini ottiche dello strato superficiale di nuvole che circondano l’equatore di Giove, inclusa la famosa grande macchia rossa, e nuove dettagliate immagini radio dell'atmosfera profonda (fino a 30 chilometri sotto le nuvole). Si nota il gas ricco in ammoniaca che risale in superficie (scuro) intervallata da gas discendente povero in ammoniaca (brillante). Crediti: radio: Robert J. Sault (Univ. Melbourne), Imke de Pater e Michael H. Wong (UC Berkeley) ,ottico: Marco Vedovato, Christopher Go, Manos Kardasis, Ian Sharp, Imke de Pater.

In questa gif animata si alternano immagini ottiche dello strato superficiale di nuvole che circondano l’equatore di Giove, inclusa la famosa grande macchia rossa, e nuove dettagliate immagini radio dell’atmosfera profonda (fino a 30 chilometri sotto le nuvole). Si nota il gas ricco in ammoniaca che risale in superficie (scuro) intervallata da gas discendente povero in ammoniaca (brillante). Crediti: radio: Robert J. Sault (Univ. Melbourne), Imke de Pater e Michael H. Wong (UC Berkeley) ,ottico: Marco Vedovato, Christopher Go, Manos Kardasis, Ian Sharp, Imke de Pater.

Nella loro ricerca, pubblicata sull’ultimo numero di Science, i ricercatori hanno misurato le emissioni radio dell’atmosfera di Giove a specifiche lunghezze d’onda, alle quali le nuvole risultano trasparenti, riuscendo a determinare la quantità di ammoniaca presente fino a una profondità di circa 100 chilometri al di sotto dello strato superiore. Si tratta di una fascia in gran parte inesplorata, ma particolarmente interessante perché è quella in cui le nuvole si formano.

Studiando queste regioni dell’atmosfera del pianeta, gli astronomi contano infatti di riuscire a descrivere come la circolazione globale e la formazione delle nubi siano guidate dalla potente fonte di calore interno di Giove. Un modello da applicare in maniera simile anche agli altri pianeti giganti nel nostro Sistema solare, ma anche ai pianeti extrasolari giganti recentemente scoperti intorno a stelle lontane.

Le nuove misurazioni radio (sopra) confrontate con immagini ottiche del telescopio spaziale Hubble. Crediti: Michael H. Wong, Imke de Pater (UC Berkeley), Robert J. Sault (Univ. Melbourne). Optical: NASA, ESA, A.A. Simon (GSFC), M.H. Wong (UC Berkeley), and G.S. Orton (JPL-Caltech)

Le nuove misurazioni radio (sopra) confrontate con immagini ottiche del telescopio spaziale Hubble. Crediti: Michael H. Wong, Imke de Pater (UC Berkeley), Robert J. Sault (Univ. Melbourne). Optical: NASA, ESA, A.A. Simon (GSFC), M.H. Wong (UC Berkeley), and G.S. Orton (JPL-Caltech)

«Abbiamo in sostanza creato un’immagine tridimensionale del gas di ammoniaca presente nell’atmosfera di Giove», spiega Imke de Pater, professoressa di astronomia alla Università della California a Berkeley e prima autrice dello studio. «Un’immagine da cui si possono ricostruire i movimenti verso l’alto e verso il basso all’interno della turbolenta atmosfera». Secondo la ricercatrice, questa nuova mappa reca una sorprendente somiglianza con le immagini in luce visibile.

La nuova mappa radio evidenzia infatti le nubi superficiali, ricche in ammoniaca, che determinano l’aspetto del pianeta e sono il principale elemento visibile dall’esterno. Si tratta di uno strato di idrosolfuro di ammonio, a una temperatura attorno ai 200° Kelvin (-73° C), e di uno strato di ghiaccio di ammoniaca fluttuante nell’aria fredda a circa 160 Kelvin (-113° C).

Inoltre, la nuova analisi mostra come i cosiddetti hotspot – punti “caldi” dell’atmosfera che appaiono luminosi sia in radio che nelle termografie ad infrarossi – siano regioni povere in ammoniaca, che circondano il pianeta come una cintura appena a nord dell’equatore. Fra gli hotspot sono localizzate delle “risorgive” che trasportano ammoniaca in superficie dagli strati più profondi dell’atmosfera planetaria.

Una nuova vista di Giove nelle frequenze radio, a tre lunghezze d'onda: 2 cm in blu, 3 cm in oro e 6 cm in rosso. I ricercatori hanno creato questa immagine accumulando 10 ore di dati, il tempo di rotazione del pianeta. Il bagliore rosa proviene dalla radiazione emanata dagli elettroni intrappolati nel campo magnetico gioviano. Crediti: Imke de Pater, Michael H. Wong (UC Berkeley), Robert J. Sault (Univ. Melbourne)

Una nuova vista di Giove nelle frequenze radio, a tre lunghezze d’onda: 2 cm in blu, 3 cm in oro e 6 cm in rosso. I ricercatori hanno creato questa immagine accumulando 10 ore di dati, il tempo di rotazione del pianeta. Il bagliore rosa proviene dalla radiazione emanata dagli elettroni intrappolati nel campo magnetico gioviano. Crediti: Imke de Pater, Michael H. Wong (UC Berkeley), Robert J. Sault (Univ. Melbourne)

«Grazie alle osservazioni radio possiamo scrutare attraverso le nuvole e vedere che quei punti caldi sono intercalati da pennacchi di ammoniaca in risalita dalle profondità del pianeta, configurando le ondulazioni verticali di un sistema di onde equatoriali», dice l’astronomo della UC Berkeley Michael Wong.

Queste osservazioni vengono rese note quando manca ormai meno di un mese prima dell’arrivo a Giove della sonda Juno della NASA, previsto per il prossimo 4 luglio 2016. La missione prevede, tra l’altro, di misurare la quantità di acqua presente nelle parte più profonda dell’atmosfera, là dove il radiotelescopio Very Large Array ha misurato i valori per l’ammoniaca.

«Mappe come la nostra possono aiutare a inquadrare i dati ottenuti da Juno nel più ampio sistema dei movimenti atmosferici di Giove», commenta de Pater, notando in conclusione come il suo team di ricerca continuerà a osservare Giove in radio con il VLA in contemporanea alle osservazioni in microonde compiute da Juno alla ricerca dell’acqua.

Per saperne di più:

  • Leggi su Science l’articolo “Peering through Jupiter’s clouds with radio spectral imaging” di Imke de Pater, R. J. Sault, Bryan Butler, David DeBoer, Michael H. Wong

Fonte: Media INAF | Scritto da Stefano Parisini