A sinistra, abbiamo una rappresentazione dell’aurora di Giove, e a destra, una rappresentazione dell’aurora della terra. E, naturalmente, la Terra è stata ingrandita quasi 10 volte, altrimenti sembrerebbe molto insignificante rispetto a Giove.
Queste sono rappresentazioni 3D, ma basate su dati satellitari reali. Oltre alla superficie visibile e familiare, è stata aggiunta l’aurora polare, rappresentate in blu. Queste aurore sono state osservate nelle lunghezze d’onda dell’ultravioletto dalla sonda Juno per Giove e dal satellite IMAGE per la Terra.
È importante spiegare come creiamo le nostre immagini di comunicazione scientifica e spiegare che no, non lo vedresti se potessi osservare queste stelle ad occhio nudo, giusto per evitare fraintendimenti. Non si tratta ovviamente di imbrogliare, ma al contrario di mostrare ciò che esiste, ma che i nostri sensi ci nascondono.
Come nascono le aurore?
Le aurore sono il risultato dell’impatto di particelle cariche (solitamente elettroni) sulla parte superiore dell’atmosfera di un pianeta. A seguito di questo impatto, gli atomi e le molecole dell’atmosfera emettono luce in una serie di lunghezze d’onda (colori, se preferite) proprie. Queste aurore sono chiamate “polari” perché il campo magnetico del pianeta guida queste particelle cariche dalla magnetosfera verso le regioni polari. A nord abbiamo l’aurora boreale e a sud l’aurora australis.
La magnetosfera di un pianeta è una “bolla” nello spazio, dove il movimento delle particelle cariche è controllato dal campo magnetico del pianeta, piuttosto che da quello del sole. La maggior parte delle particelle in una magnetosfera ruotano semplicemente attorno alle linee del campo magnetico e oscillano lungo di esse. Ma tutta una serie di fenomeni, come l’eccitazione di varie onde, la presenza di correnti elettriche o la “riconnessione magnetica”, possono far precipitare particelle nell’atmosfera polare e creare aurore. Le aurore costituiscono quindi un’immagine del movimento delle particelle in questa magnetosfera.
Le magnetosfere della Terra e di Giove sono radicalmente diverse
Quello della Terra è molto sensibile alle variazioni del vento solare. In particolare, quando il campo magnetico del vento solare e quello della Terra sono allineati, ma in direzioni opposte, sul fronte della magnetosfera, si verifica un fenomeno, chiamato riconnessione magnetica, che permette alle particelle solari di precipitare nella magnetosfera terrestre.
La magnetosfera di Giove è principalmente popolata da particelle provenienti dai vulcani della sua luna Io. Questi elettroni e gli ioni di zolfo e ossigeno vengono quindi portati via dal campo magnetico del pianeta e iniziano a ruotare alla stessa velocità di rotazione di Giove, accumulandosi lungo l’orbita di Io e formando quello che viene chiamato il “toro di Io” . Queste particelle poi fuggiranno lentamente, provocando una processione di onde, correnti elettriche e riconnessioni magnetiche.
È chiaro quindi che le magnetosfere della Terra e di Giove non funzionano affatto allo stesso modo. Pertanto, le aurore di Giove hanno molte differenze rispetto alle aurore sulla Terra.
Studia le aurore per capire meglio i pianeti
Prendiamo ad esempio il punto allungato più a sinistra nell’aurora di Giove. Si chiama l’impronta aurorale di Io. È causato dai vortici che Io genera nel toro che lei stessa ha creato.
C’è invece una struttura quasi identica nelle due immagini: è questa strana sagoma a forma di occhio, in basso a destra su Giove e in basso per la Terra. Sono chiamati “tempesta dell’alba” su Giove e “sottotempesta aurorale” sulla Terra. Entrambi sono causati da un’improvvisa riconfigurazione della parte posteriore della magnetosfera (la coda magnetica). Infatti, sebbene per ragioni completamente diverse, una a causa del materiale espulso da Io e l’altra a causa del vento solare, le due magnetosfere possono accumulare massa ed energia in questa coda magnetica, fino a rompersi e allo stesso modo rilasciare grandi quantità di particelle nell’aurora zone.
Questo esercizio si chiama planetologia comparata e permette, come abbiamo appena visto, di isolare i fenomeni universali dalle particolarità proprie di ciascun pianeta. Osservando questi pianeti lontani, impariamo quasi tanto su questi mondi esotici quanto sul nostro pianeta.
Autore
Bertrand Bonfond, Università di Liegi
