Il satellite della NASA, Juno, questa volta ha scattato particolari fotografie dei cicloni polari del pianeta più grande del nostro Sistema Solare. Tali immagini hanno fornito ad un team di oceanografi del materiale per un nuovo studio, pubblicato di recente su Nature Physics, che prova a descrivere la ricca turbolenza ai poli di Giove e le forze fisiche alla base della complessa meteorologia del pianeta.
Una moltitudine di nubi vorticose nella dinamica cintura temperata nord-settentrionale di Giove catturata in questa immagine dalla navicella spaziale Juno della NASA.
L’autrice della ricerca, Lia Siegelman, oceanografa fisica presso la Scripps Institution of Oceanography dell’Università della California a San Diego, ha scelto di intraprendere questo tipo di studio dopo aver notato che i cicloni di Giove sembrano avere delle somiglianze con i vortici oceanici che ha approfondito durante il suo dottorato. Combinando le immagini da satellite e i principi della fluidodinamica, Siegelman e colleghi hanno fornito prove per un’ipotesi di lunga data, cioè che la “convenzione umida” – ovvero il fenomeno secondo cui l’aria più calda si alza e diventa meno densa – è alla base dei cicloni.
«Quando ho notato la ricchezza della turbolenza attorno ai cicloni, con filamenti e vortici più piccoli, mi sono subito ricardata della turbolenza che si vede nell’oceano attorno ai mulinelli», ha detto Siegelman, «Ad esempio, questi fenomeni sulla Terra sono particolarmente evidenti nelle immagini ad alta risoluzione delle fioriture di placton».
Tali similitudini potrebbero aiutare anche a capire i meccanismi fisici in gioco sul nostro pianeta.
«Studiare un pianeta così lontano e applicarvi una fisica che già conosciamo, è qualcosa di davvero affascinante», conclude Siegelman.
Juno è la prima navicella spaziale a catturare immagini dei poli di Giove. Questa è dotata di due sistemi di telecamere, uno per le immagini in luce visibile e un altro per le firme di calore, monitorate dal Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), uno strumento installato sul satellite e supportato dall’Agenzia Spaziale Italiana.
I ricercatori hanno così analizzato una serie di immagini ad infrarossi. Sono state calcolate la velocità e la direzione del vento, considerando anche il movimento compiuti delle nuvole. Successivamente è stato preso in esame lo spessore delle nubi; ed è stato riscontrato che le regioni più calde corrispondono a nuvole sottili, mentre le regioni più fredde rappresentano una fitta copertura nuvolosa, che ricopre l’atmosfera di Giove. Di conseguenza, sembra che all’interno dei cicloni, l’aria che sale rapidamente all’interno delle nuvole agisce come una fonte di energia che alimenta il sistema atmosferico a diversi livelli, raggiungendo anche i grandi vortici circumpolari e polari.
Otto di questi cicloni si verificano al polo nord di Giove, mentre altri cinque al polo sud. I ricercatori non sono sicuri sull’origine di tali fenomeni fisici e da quanto tempo circolino, ma ora sembra essere chiaro che la “convenzione umida” sia il meccanismo che li sostiene.
Juno continuerà ad orbitare attorno a Giove fino al 2025, fornendo al team di Siegelman ulteriori immagini che potranno essere usate per approfondire la ricerca. Il progetto è supportato anche dal National Science Foundation, con una prospettiva a lungo termine, così che altri nuovi e interessanti misteri di Giove potranno finalmente essere svelati.
Fonti:
Nature Physics (January 2022): “Most convection drives an upscale energy transfer at Jovian high latitudes” by Lia Siegelman, Patrice Klein, Andrew P. Ingersoll, Shawn P. Edwald, William R. Young, Annalisa Bracco, Alessandro Mura, Alberto Adriani, Davide Grassi, Christina Plainaki & Giuseppe Sindoni.
Per approfondimenti sul tema ricordiamo il dossier “JUNO” sul n. 254 di Coelum Astronomia.
