pianeta Giove
Immagine composita del pianeta Giove registrata dallo strumento NIRcam sul telescopio spaziale James Webb. NASA, ESA, Jupiter ERS Team.
  • Categoria dell'articolo:Scienza
  • Ultima modifica dell'articolo:26 Agosto 2022

Una volta pubblicate le prime immagini dell’universo profondo che ci ha fornito il James Webb Space Telescope, era solo questione di tempo per aspettare un’istantanea di un oggetto astronomico più vicino a noi. E quale stella migliore del gigante gassoso del nostro sistema solare: il pianeta Giove.

In queste nuove immagini fornite dalle agenzie spaziali americana (NASA), europea ( ESA ) e canadese ( CSA ), si possono vedere dettagli come le aurore attorno ai suoi poli, i suoi anelli e persino minuscole lune in orbita attorno al pianeta. Tutto questo nella stessa istantanea, in cui vengono combinati diversi scatti catturati dalla telecamera nel vicino infrarosso NIRcam.

Tuttavia, e prima di commentare queste nuove immagini del pianeta Giove, approfondiamo questo colosso del nostro sistema solare.

Giove, il gigante gassoso

Forse è uno dei pianeti più affascinanti per la sua composizione e struttura e uno dei più facili da osservare ad occhio nudo per la sua grande luminosità, superato solo dalla Luna e da Venere.

Con una massa equivalente a 318 volte quella del nostro pianeta, ci vorrebbero 1.321 Terre per riempire un volume pari a quello di Giove. Per questo motivo la sua densità media è quattro volte inferiore a quella del nostro pianeta, il che fa pensare che la sua composizione non sia rocciosa.

Data l’enorme massa di questo colosso, la sua gravità superficiale è 2,5 volte maggiore di quella terrestre, seconda solo alla gravità solare (28 volte quella terrestre).

Per fare un confronto, il salto medio di una persona su Giove non supererebbe i 20 centimetri (contro i 50 centimetri sulla Terra o i 2,7 metri sulla Luna).

Movimenti di rotazione e traslazione

Giove è anche il pianeta in rotazione più veloce del sistema solare, con una durata media di circa 9 ore e 50 minuti. Cioè, Giove ruota due volte e mezzo più velocemente della Terra.

Al contrario, il suo periodo di traslazione attorno al Sole è di circa 11 anni. La distanza più breve tra Giove e il nostro pianeta è di circa 588 milioni di chilometri ( quando è in opposizione ).

Ciò implica che se osservi il pianeta Giove ad occhio nudo o con il tuo telescopio in una notte limpida, la luce ha impiegato circa 35 minuti per percorrere la distanza tra il gigante gassoso e la Terra.

Un nucleo di ferro e un oceano di idrogeno

In relazione alla sua struttura interna, Giove ha probabilmente un nucleo solido, costituito principalmente da ferro. Intorno ad esso si troverebbe uno strato di idrogeno sottoposto a pressioni molto elevate (costituendo una nuova fase dell’idrogeno, il cosiddetto idrogeno metallico ). Si ritiene che questo strato altamente conduttivo sia responsabile dell’enorme campo magnetico di Giove.

Uno strato superiore sarebbe composto da idrogeno liquido, qualcosa di simile a un oceano, ma con idrogeno al posto dell’acqua. Man mano che ci allontaniamo in altezza, la pressione dell’idrogeno diminuisce e si trasforma in uno stato gassoso. Gli ultimi strati di Giove contengono altri elementi gassosi come l’elio.

L’atmosfera di Giove è composta principalmente da idrogeno ed elio, nonché da altri gas come ammoniaca, metano e vapore acqueo.

Poiché il pianeta non ha una superficie solida come la Terra, non è possibile definire con precisione l’inizio e la fine dell’atmosfera gioviana. Appena entrati, la sua densità aumenterebbe fino a raggiungere uno stato completamente liquido di idrogeno (il suddetto oceano).

Un seguito di lune

Confronto dei satelliti galiniani con la Terra e la Luna.

Giove ha anche circa 80 satelliti naturali. I quattro satelliti galileiani (Io, Europa, Ganimede e Callisto), scoperti da Galileo Galilei nel 1610, sono i più massicci. Studi recenti suggeriscono che il gigante gassoso potrebbe avere fino a 600 piccole lune irregolari in orbita attorno al pianeta.

L’enorme gravità di Giove è in grado di catturare oggetti le cui traiettorie si avvicinano abbastanza a quel gigante. In questo senso vale la pena ricordare l’impatto della cometa Shoemaker-Levy 9 su Giove nel luglio del 1994, quando il primo fu frammentato in 21 pezzi che si scontrarono sulla superficie del pianeta per circa sei giorni.

Questo evento ha permesso agli scienziati di studiare parte della composizione della cometa, una volta che si erano verificati questi impatti.

Decifrare le nuove immagini

Tornando alle nuove immagini di Giove scattate dal James Webb Space Telescope, in esse possiamo vedere molti dettagli non osservati in precedenza con tale precisione.

Va notato che l’istantanea che segue queste linee non rappresenta i colori reali di Giove (poiché il James Webb Telescope opera nella gamma degli infrarossi ). In altre parole, sono immagini in falsi colori in cui i dati registrati nell’infrarosso sono stati trasferiti nello spettro della luce visibile, in modo da averne un’interpretazione visiva.

Immagine ad ampio campo del pianeta Giove e di due dei suoi satelliti, Adrasthea e Amalthea, registrata dallo strumento NIRcam del telescopio James Webb utilizzando due diversi filtri
Immagine ad ampio campo del pianeta Giove e di due dei suoi satelliti, Adrasthea e Amalthea, registrata dallo strumento NIRcam del telescopio James Webb utilizzando due diversi filtri. Nasa / ESA / Jupiter ERS Team

Quali dettagli, allora, possiamo osservare nell’immagine?

1. Aurora intorno ai poli

Illustrazione di Giove con cerchi che rappresentano il suo campo magnetico.
Schema rappresentativo del campo magnetico di Giove e della formazione di aurore ai suoi poli. ESA

Giove ha un campo magnetico molto forte ( 14 volte superiore a quello terrestre ). È, infatti, il più grande del Sistema Solare dopo il campo magnetico solare ( eliosfera ).

Il campo magnetico di Giove intrappola le particelle cariche del Sole e le dirige verso le regioni polari (producendo così aurore straordinarie), in un fenomeno equivalente all’aurora boreale e all’aurora australis sulla Terra.

2. Un’atmosfera tempestosa e la Grande Macchia Rossa

Istantanea della Grande Macchia Rossa di Giove scattata dal telescopio spaziale James Webb e mostrata come un vivido bagliore bianco. Nasa / ESA / Jupiter ERS Team
Istantanea della Grande Macchia Rossa di Giove scattata dal telescopio spaziale James Webb e mostrata come un vivido bagliore bianco. Nasa / ESA / Jupiter ERS Team

Le regioni luminose nella nuova immagine di Giove (sia macchie bianche luminose che striature) rappresentano probabilmente nubi temporalesche ad alta quota che riflettono molta luce solare. Al contrario, le bande scure mostrano regioni poco nuvolose.

Possiamo vedere che la maggior parte di queste regioni bianche sono concentrate all’equatore e nella Grande Macchia Rossa (un’enorme tempesta delle dimensioni della Terra con venti fino a 400 chilometri all’ora).

3. Gli anelli di Giove

Illustrazione del sistema ad anello del pianeta Giove (anelli principale, alone e diffuso). NASA/JPL/Università Cornell

Non solo il pianeta Saturno ha un sistema di anelli attorno a sé (sebbene questi siano forse i più conosciuti), Giove ha anche un proprio sistema di anelli.

Tuttavia, il loro spessore ottico è così piccolo che sono stati osservati solo dalle sonde spaziali Voyager 1 e 2 e Galileo.

Nelle nuove immagini di Giove, il suo sistema di anelli può essere visto chiaramente.

4. I satelliti di Adrastea e Amaltea

Il James Webb Telescope ha anche registrato due dei satelliti più vicini (ma più piccoli) di Giove: Adrasthea (il punto di luce molto debole sul bordo degli anelli) e Amalthea (il punto luminoso all’estrema sinistra di Giove).

Entrambi fanno parte dei satelliti interni di Giove.

Un precedente per lo studio dei pianeti extrasolari

Tutte queste informazioni su Giove sono state possibili grazie alla grande capacità del James Webb di registrare immagini nell’infrarosso.

In questo senso, si prevede che questo telescopio consentirà uno studio dettagliato di esopianeti o pianeti extrasolari (a causa della sua emissione infrarossa).

Perché questo studio preliminare del nostro gigante gassoso è importante? Una possibile risposta sarebbe quella dei 5.000 esopianeti attualmente scoperti, circa 1.500 sarebbero pianeti simili a Giove.

Ma mentre arrivano questi risultati attesi, godiamoci queste nuove spettacolari immagini del nostro vicino Giove. Almeno, con lo stesso entusiasmo e ammirazione con cui Galileo aprì una nuova tappa nell’osservazione astronomica quattro secoli prima.

Autore

Oscar del Barco Novillo, Università di Murcia