LO SPETTROGRAFO ITALIANO SU JUNO

JIRAM a caccia di aurore gioviane

Alberto Adriani dell'INAF-IAPS di Roma è il responsabile scientifico di uno tanti strumenti montati a bordo della sonda della NASA che il 4 luglio raggiungerà l'orbita del quinto pianeta del Sistema solare. Proprio questa speciale macchina fotografica all'infrarosso ci regalerà dettagli sorprendenti sulle aurore e sull'atmosfera superficiale del pianeta gigante.

La sonda Juno e gli strumenti. Nel cerchietto rosso lo strumento italiano JIRAM. Crediti: NASA/JPL

La sonda Juno e gli strumenti (cliccare per ingrandire). Nel cerchietto rosso lo strumento italiano JIRAM. Crediti: NASA/JPL

Anche questa volta l’Italia può andare fiera dei propri ricercatori, in particolare quelli che stanno partecipando alla missione Juno della NASA, partita nell’agosto del 2011 e diretta verso il pianeta Giove (nella cui orbita dovrebbe arrivare il prossimo 4 luglio). Proprio su questa straordinaria sonda, che studierà il pianeta nella sua interezza, è stata montato un strumento finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana, realizzato da Finmeccanica e che porta la firma dell’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (IAPS) dell’INAF di Roma e dei suoi scienziati. Parliamo di JIRAM (Jovian InfraRed Auroral Mapper), uno spettrografo particolare che servirà per esaminare gli strati più esterni dell’atmosfera del quinto pianeta del Sistema solare nell’infrarosso (2- 5 μm), arrivando a pressioni fino a 5-7 bars, soffermandosi su misure aurorali e misure atmosferiche.

Questa “macchina fotografica” all’infrarosso potrà produrre sia spettri sia immagini, quindi si tratta di due strumenti in uno. La fotocamera possiede poi due filtri cromatici ottimizzati per osservare sia le emissioni aurorali che quelle termiche del pianeta. Non è la prima volta che uno spettrometro ad immagine arriva su Giove, ma NIMS (Near-Infrared Mapping Spectrometer) volava a bordo della missione NASA Galileo, mentre JIRAM è il primo di costruzione italiana.

Quale modo migliore di capire qualche dettaglio in più su questo strumento che parlarne proprio con il principal investigator, cioè Alberto Adriani dell’INAF-IAPS di Roma.

Intanto qualche delucidazione sulla missione Juno. Quali i principali obiettivi scientifici?

«La missione Juno è abbastanza ambiziosa perché il fine ultimo è cercare di carpire informazioni sul pianeta per comprendere meglio quale sia stata la sua origine e l’evoluzione del Sistema solare stesso. Juno osserverà e analizzerà completamente il pianeta Giove, la sua magnetosfera (facendo misure di campo magnetico, di particelle energetiche e di campi elettrici magnetici), l’aurora (cioè l’interazione della magnetosfera con l’alta atmosfera) e l’atmosfera superficiale fino a mille chilometri di profondità. Ma ci sarà anche il Gravity Experiment, che permetterà di valutare il campo gravitazionale del pianeta con l’obiettivo finale di spiegare se il pianeta abbia o meno un core (cioè un nucleo) solido e ciò è importante per capire come il pianeta si sia formato».

Alberto Adriani, ricercatore presso INAF-IAPS di Roma nonché principal investigator dello strumento JIRAM di Juno

Alberto Adriani, ricercatore presso INAF-IAPS di Roma nonché principal investigator dello strumento JIRAM di Juno

Si può dire che JIRAM è la firma dell’INAF in questa missione. Perché è così speciale?

«L’obiettivo principale di JIRAM è caratterizzare le aurore gioviane, che sono particolarmente potenti. Come INAF abbiamo il coordinamento e la responsabilità scientifica dello strumento, che di fatto è una macchina fotografica nell’infrarosso e allo stesso tempo anche uno spettrometro. Si tratta quindi di due strumenti in uno, e viene da una famiglia di strumenti per la quale l’Italia può vantare un elevato livello di eccellenza nel mondo, tutti strumenti montati su diverse missioni della NASA e dell’ESA (VIRTIS su Rosetta e Venus Express, VIR a bordo di Dawn della NASA e VIMS, il primogenito della famiglia, il canale visibile della missione Cassini NASA-ESA-ASI, ndr). JIRAM è particolare perché lavorare nell’ambiente gioviano e sulla missione JUNO è una sfida abbastanza considerevole. L’ambiente gioviano è carico di particelle molto energetiche che possono essere letali per lo strumento, che quindi è stato concepito con caratteristiche davvero uniche. Un’ulteriore difficoltà per JIRAM è quella di volare su un satellite “spinnato”, cioè che gira su stesso: ci troveremo su campi energetici abbastanza potenti per cui la sonda stessa potrebbe perdere l’orientamento per qualche momento e farla girare su se stessa consente di mantenere la posizione. Un’altra sfida fondamentale è quella di avere uno strumento che si raffreddi in modo passivo. Tutte queste caratteristiche rendono JIRAM unico nel suo genere».

juno-jiramLe aurore di Giove sono tra le più affascinanti da osservare in tutto il Sistema solare…

«Quando arriveremo su Giove studieremo l’aurora dell’emisfero Nord e quella dell’emisfero Sud, che hanno caratteristiche simili ma anche molte differenze, il tutto in combinazione con altri strumenti. JIRAM lavora sull’infrarosso, ma sappiamo che l’aurora di Giove è costituita da due fenomeni principali, un’emissione sull’infrarosso e una sull’ultravioletto, che sarà però studiata da un altro strumento».

Ma non solo aurore: anche l’atmosfera superficiale è tra gli obiettivi chiave di JIRAM. Perché?

«Su Giove ci sono i cosiddetti hot spot, cioè delle voragini nell’atmosfera dove non sono presenti nubi. Possiamo guardare all’interno di questi vortici e sondare l’atmosfera anche a pressioni elevate, quindi in profondità dove ci sono temperature più alte. Con JIRAM vorremmo effettuare di alcune specie chimiche che sono importanti per la dinamica e la morfologia dell’atmosfera stessa».

Per saperne di più:

Guarda l’animazione del JPL della NASA sul funzionamento di JIRAM: