Nuovi studi sulle macchie calde di Giove

Nella vorticosa atmosfera di Giove, le macchie senza nuvole sono così eccezionali che prendono il nome speciale di "hot spot" ovvero macchie calde. Il perché della loro origine soprattutto nei pressi dell'equatore, è stato a lungo un mistero. Ora, utilizzando le immagini provenienti dalla sonda Cassini della NASA, gli scienziati hanno trovato nuovi indizi che dimostrano come esse si siano formate grazie ad un'onda di Rossby, un modello visto anche nell'atmosfera terrestre e degli oceani.

"Questa è la prima volta che qualcuno ha seguito da vicino la formazione di molteplici macchie calde per un periodo di tempo, il che rappresenta il modo migliore per apprezzare la natura dinamica di queste caratteristiche", ha detto l'autore principale dello studio, David Choi, del NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland. Il documento è stato pubblicato online nel numero di aprile della rivista Icarus.

Choi ed i suoi colleghi hanno creato dei filmati grazie alle centinaia di osservazioni riprese dalla sonda Cassini durante il suo passaggio ravvicinato a Giove alla fine del 2000.
Il film riguarda una linea di hot spot tra una delle cinture scure di Giove e una zona luminosa bianca, a circa 7 gradi nord dell'equatore. Coprendo circa due mesi, lo studio esamina le variazioni giornaliere e settimanali nelle dimensioni e nelle forme dei punti caldi, ciascuno dei quali copre una superficie superiore del Nord America, in media.

Molto di ciò che gli scienziati conoscono sulle macchie caldi proveniva dal materiale ripreso dalla sonda della NASA Galileo, discesa in ultima istanza proprio in una di esse, nel 1995. Questo è stato fino ad ora la prima ed unica indagine nell'atmosfera su Giove.
"I dati della Galileo e una manciata di immagini dell'orbiter hanno accennato a dei venti complessi che turbinano intorno e attraverso le hot spot, sollevando numerosi interrogativi se fossero fondamentalmente onde, cicloni o una via di mezzo", ha dichiarato Ashwin Vasavada, co-autore presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, in California e che era un membro del team di Cassini durante il flyby di Giove.
"I meravigliosi film di Cassini mostrano il ciclo di vita e l'evoluzione delle macchie calde in gran dettaglio".

Dato che tali macchie sono interruzioni tra le nuvole, forniscono le finestre per osservare uno strato normalmente invisibile dell'atmosfera di Giove, forse fino al livello in cui le nuvole d'acqua si possono formare.

Nelle immagini, le macchie calde appaiono ombrose, perché gli strati più profondi sono più caldi e sono molto luminose a lunghezze d'onda infrarosse in cui è percepito il calore, da cui prendono il loro nome.

Un'ipotesi è che esse si verifichino quando grandi masse d'aria nell'atmosfera vengono riscaldate o essiccate. Ma la regolarità sorprendente delle hot spot ha portato alcuni ricercatori a sospettare che sia coinvolta un'onda atmosferica da otto a 10 punti di linee calde, più o meno equidistanti, con densi pennacchi bianchi di nuvole in mezzo. Questo modello potrebbe essere spiegato da una onda che spinge l'aria fredda verso il basso, rompendo le nubi e quindi apportando aria calda, provocando il coperchio di nubi pesanti visto nei pennacchi.

La modellazione al computer ha rafforzato questa linea di ragionamento.
Dai film di Cassini, i ricercatori hanno mappato i venti e il pennacchio attorno ad ogni hot spot e poi hanno esaminato le interazioni con i vortici che passano, oltre al vento, da spirali o vortici a spirali, che si fondono con i punti caldi. Per separare questi movimenti dalla corrente a getto in cui risiedono, gli scienziati hanno anche monitorato i movimenti delle nubi più piccole, simili ai cirri presenti sulla Terra. Questo ha fornito quello che potrebbe essere la prima misura diretta della velocità del vento reale della corrente a getto, che è risultata essere dai circa 500 ai 720 chilometri all'ora, molto più veloce di quanto si pensasse in precedenza.
Le hot spot transitano al ritmo più lento di circa 362 km all'ora.

Per riprendere questi singoli movimenti, i ricercatori hanno visto che i moti delle macchie calde corrispondono al modello di un'onda di Rossby nell'atmosfera terrestre.
Sulla Terra infatti, le onde di Rossby svolgono un ruolo importante nel tempo. Ad esempio, quando una folata di aria gelida artica scende improvvisamente verso il basso e congela le colture della Florida, un'onda di Rossby interagisce con la corrente a getto polare e la manda fuori dal suo normale corso. L'onda viaggia intorno al nostro pianeta, ma vaga periodicamente da nord e sud.
L'onda responsabile delle macchie calde circonda anche il pianeta da est ad ovest, ma invece di vagare da nord a sud, scivola su e giù nell'atmosfera. I ricercatori stimano che questa onda possa aumentare o diminuire dai 24 ai 50 chilometri di altitudine. "E questo è un altro passo nel rispondere alle tante domande che ancora circondano le macchie calde su Giove", ha detto Choi.

Traduzione a cura di Arthur McPaul

Foto di apertura
In questa serie di immagini dalla sonda Cassini della NASA, una macvhia calda rettangolare (in alto) interagisce con una linea di vortici che si avvicina a in alto a destra (secondo pannello). L'interazione distorce la forma del punto caldo (terzo pannello), facendola diminuita (in basso). (Credit: NASA / JPL-Caltech / SSI / GSFC)

Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/03/130314180305.htm

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Hubble indaga sui recenti misteri di Giove

 Nuove osservazioni dettagliate dell'Hubble Space Telescope, hanno fornito spunti in due recenti eventi su Giove: il misterioso flash di luce visto il 3 giugno e la recente scomparsa della "Fascia Equatoriale Meridionale".

Alle 22:31 (CEST) il 3 giugno 2010, l'australiano Anthony Wesley, un astronomo dilettante ha avvistato un flash di due secondi di luce sul disco di Giove. Stava guardando un video dal suo telescopio. Nelle Filippine, l'astronomo dilettante Chris Go ha confermato di aver registrato simultaneamente l'evento transitorio sul video. Wesley è stato lo scopritore dell'ormai famoso impatto del luglio 2009.

[Il misterioso impatto del 3 giugno nelle foto realizzate dai due celebri astrofili]

Gli astronomi sospettano che qualcosa di importante deve aver colpito il pianeta gigante per scatenare un lampo di energia abbastanza brillante da poter essere visto fin qui sulla Terra, a circa 770 milioni di chilometri. Ma non è chiaro quanto fosse quanto grande o quanto profondamente era penetrato nell'atmosfera. Nel corso delle ultime due settimane ci sono state le ricerche in corso per il "black-eye" modello di un colpo diretto profondo come quelli lasciati da ex simulazione.

La visione tagliente e la sensibilità ultravioletta della Wide Field Camera 3 a bordo dell'Hubble Space Telescope sono stati utilizzato dopo qualche giorno per indagare su questo mistero. Le immagini riprese il 7 giugno, poco più di tre giorni dopo che  il flash è stato avvistato, non hanno tutavia mostrato alcun segno di detriti su Giove. Ciò significa che l'oggetto non è sceso sotto le nuvole e non è esploso come una palla di fuoco. Se avesse lo avesse fatto, i detriti dell'esplosione sarebbero stati espulsi e sarebbero stati visibili.

Si pensa quindi che il flash provenga da una meteora gigante bruciata al di sopra delle nubi di Giove e che non aveva una profondità sufficiente per immergersi nell'atmosfera per esplodere e lasciare detriti spia, come si è visto nelle precedenti collisioni Giove.

"Le nuvole sul sito d'impatto sarebbero apparse scure nell'ultravioletto e nelle immagini visibili a causa dei detriti dell'esplosione. Non possiamo vedere alcuna caratteristica o cicatrice in prossimità dell'impatto, suggerendo quindi che non c'è stata una grande esplosione o palla di fuoco",  dice  Heidi Hammel del Science Space Institute di Boulder, Colorado, USA.

Le macchie scure apparvero nell'atmosfera di Giove, quando una serie di frammenti della cometa Shoemaker-Levy 9 colpirono Giove nel luglio 1994 [foto in alto agli infrarossi].

Un fenomeno analogo si era verificato nel mese di luglio del 2009, quando un probabile asteroide si schiantò su Giove. [foto in alto]

L'ultimo intruso, scoperto dall'astrofilo australiano e filippino, ha solo una frazione delle dimensioni dei due precedenti impatti e si tratterebbe solo di una grossa meteora.

"Le osservazioni di questi impatti forniscono una finestra sul passato, su processi che hanno caratterizzato il nostro Sistema Solare nella sua storia", dice un membro del team Leigh Fletcher della University of Oxford, UK.

"Confrontando le due collisioni del 2009 e del 2010, si spera di comprendere meglio i tipi di processi di impatto nel Sistema Solare esterno, e la risposta fisica e chimica dell'atmosfera di Giove a questi eventi incredibili".

Le osservazioni di Hubble hanno inoltre consentito agli scienziati di ottenere uno sguardo da vicino sui cambiamenti nell'atmosfera,  in seguito alla scomparsa, mesi fa, della nube scura nota come "Fascia Equatoriale Sud" (SEB) [vedi foto in alto].

Secondo Hubble, a quelle latitudini si sarebbe formato una serie di nuvole bianche di cristallo di ghiaccio di ammoniaca che essendo più elevate, starebbero oscurando gli strati più profondi.
Il team prevede che queste nubi di ammoniaca dovrebbero scomparire in pochi mesi, come hanno già fatto in passato. La compensazione dello strato di nubi di ammoniaca dovrebbe iniziare con una serie di macchie scure, come quelle viste da Hubble lungo il confine della zona sud tropicale.

"Le immagini di Hubble ci dicono che queste macchie sono buchi derivanti da precipitazioni localizzate. Vediamo spesso questi tipi di fori, quando è in procinto di verificarsi un cambiamento" dice Simon-Miller.

La "Sud Equatorial Belt" era sbiadita nei primi anni 1970. All'epoca non si era stati in grado di studiare questo fenomeno a questo livello di dettaglio. I cambiamenti degli ultimi su Giove testimoniano la drammatica mutevolezza della sua atmosfera, hanno aggiunto gli scienziati.


C'è da chiedersi se questi impatti cometari/meteorici siano fenomeni normali, per il gigante gassoso, sempre avvenuti ma non osservati in precedenza a causa della scarsità di mezzi, oppure, eventi straordinari.
Se fossero eventi straordinari, il loro aumento di intensità negli ultimi anni, cosa lascerebbe intendere?

A cura di Arthur McPaul

Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra ESA e NASA.
Il Giove Impact Science Team è composto da Amy Simon-Miller (NASA Goddard Space Flight Center, USA), John T. Clarke (Boston University, USA); Leigh Fletcher (Università di Oxford, UK); Heidi Hammel B. (Space Science Institute , USA); S. Keith Noll (Space Telescope Science Institute, USA); Glenn S. Orton (Jet Propulsion Laboratory, USA), Agustin Sanchez-Lavega (Universidad del Pais Vasco, Spagna), Michael H. Wong e Imke de Pater (University of California - Berkeley, USA).

Fonte: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100616102856.htm