Credits: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

La grande tempesta gioviana

Il polo sud di Giove ha un nuovo ciclone. La scoperta della grande tempesta gioviana è avvenuta il 3 novembre 2019, durante il più recente sorvolo di raccolta dati di Giove da parte della navicella spaziale Juno della NASA. E’ stato durante il 22° flyby che lJuno ha raccolto dati scientifici sul gigante gassoso, svettando a sole 3.575 chilometri sopra ldi lui. Il flyby ha anche segnato una vittoria per il team della missione, le cui misure innovative hanno tenuto lontano il veicolo spaziale a energia solare da quella che avrebbe potuto essere un’eclissi di fine missione sventato grazie all’ormai famoso “salto dell’ombra di Giove“.

La combinazione di creatività e pensiero analitico ha ripagato ancora una volta alla grande per la NASA“, ha affermato Scott Bolton, investigatore principale di Juno del Southwest Research Institute di San Antonio. “Ci siamo resi conto che l’orbita avrebbe portato Juno all’ombra di Giove, il che avrebbe potuto comportare gravi conseguenze dal momento che la navicella va ad energia solare. Nessuna luce solare significa nessuna energia, quindi c’era un rischio reale che poteva congelare a morte. Mentre la squadra stava cercando di per capire come conservare l’energia e mantenere il nostro nucleo riscaldato, gli ingegneri hanno escogitato una via completamente nuova per risolvere il problema: saltare l’ombra di Giove. Non era niente di meno che un colpo di genio di navigazione. Ed ecco che facciamo un’altra scoperta fondamentale“.

Quando Juno è arrivato vicino Giove per la prima volta nel luglio 2016, le sue telecamere a infrarossi e a luce visibile hanno scoperto cicloni giganti che circondano i poli del pianeta: nove a nord e sei a sud. Erano come i loro fratelli terrestri, un fenomeno transitorio, che impiegavano solo settimane per svilupparsi e poi diminuire? Oppure questi cicloni, ciascuno largo quasi quanto gli Stati Uniti, potrevano essere più duraturi?

Ad ogni sorvolo, i dati hanno rafforzato l’idea che cinque tempeste di vento ruotavano in uno schema pentagonale attorno a una tempesta centrale nel polo sud e che il sistema sembrava stabile. Nessuna delle sei tempeste ha mostrato segni di cedimento per consentire ad altri cicloni di unirsi.

Sembrava quasi che i cicloni polari facessero parte di un club privato che sembrava resistere ai nuovi membri“, ha dichiarato Bolton.

Quindi, durante il 22° passaggio di Juno, un nuovo ciclone più piccolo ha preso vita e si unito alla mischia.

La vita di un giovane ciclone

“I dati dallo strumento Jovian Infrared Auroral Mapper [ JIRAM ] di Juno indicano che siamo passati da un pentagono di cicloni che circonda uno al centro a una disposizione esagonale“, ha detto Alessandro Mura, co-investigatore di Juno presso l’Istituto Nazionale di Astrofisica di Roma. “Questa nuova aggiunta ha una statura inferiore rispetto ai suoi sei fratelli ciclonici più affermati: ha le dimensioni del Texas. Forse i dati JIRAM provenienti da futuri voli mostreranno che il ciclone cresce alle stesse dimensioni dei suoi vicini“.

Credits: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/JunoCam

Indagando sullo strato meteorologico fino a 50/70 chilometri sotto le cime delle nuvole di Giove, JIRAM cattura la luce infrarossa che emerge dal profondo all’interno di Giove. I suoi dati indicano la velocità del vento del nuovo ciclone in media 362 km/h – paragonabile alla velocità riscontrata nei suoi sei colleghi polari più consolidati.

La JunoCam del veicolo spaziale ha anche ottenuto immagini a luce visibile del nuovo ciclone. I due set di dati hanno fatto luce sui processi atmosferici non solo di Giove ma anche dei compagni giganti gassosi Saturno, Urano e Nettuno, nonché quelli dei giganteschi esopianeti che ora vengono scoperti; hanno anche fatto luce sui processi atmosferici dei cicloni terrestri.

Questi cicloni sono nuovi fenomeni meteorologici che non sono mai stati visti o previsti prima”, ha detto Cheng Li, uno scienziato dell’Università della California, Berkeley. “La natura sta rivelando una nuova fisica per quanto riguarda i movimenti fluidi e il modo in cui funzionano le atmosfere dei pianeti giganti. Stiamo iniziando a coglierla attraverso osservazioni e simulazioni al computer. I futuri flybys di Juno ci aiuteranno a perfezionare ulteriormente la nostra comprensione rivelando come i cicloni si evolvono nel tempo.

Shadow Jumping

Naturalmente, il nuovo ciclone non sarebbe mai stato scoperto se Juno si fosse congelato a morte durante l’eclissi ossia quando Giove si era messo tra la navicella e i raggi luminosi e caldi del Sole.

Credits: Image data: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS Image processing by Tanya Oleksuik, © CC BY

Juno naviga nello spazio profondo dal 2011. È entrato in un’orbita iniziale di 53 giorni intorno a Giove il 4 luglio 2016. Inizialmente, la missione prevedeva di ridurre le dimensioni della sua orbita qualche mese dopo per abbreviare il periodo tra i voli scientifici del gigante gassoso ogni 14 giorni. Ma il team del progetto ha raccomandato alla NASA di rinunciare all’ustione del motore principale a causa delle preoccupazioni sul sistema di consegna del carburante del veicolo spaziale. L’orbita di 53 giorni di Juno fornisce tutta la scienza come inizialmente previsto; ci vuole solo più tempo per farlo. La vita più lunga di Juno è ciò che ha portato alla necessità di evitare l’ombra di Giove.

Sin dal giorno in cui siamo entrati in orbita attorno a Giove, ci siamo assicurati che rimanesse immerso nella luce del sole 24 ore su 24, 7 giorni su 7“, ha dichiarato Steve Levin, scienziato del progetto Juno presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, in California. “I nostri navigatori e ingegneri ci hanno detto che stava arrivando un giorno della resa dei conti, quando saremmo andati nell’ombra di Giove per circa 12 ore. Sapevamo che per un periodo così prolungato senza energia, il nostro veicolo spaziale avrebbe subito un destino simile al rover Opportunity, quando i cieli di Marte si riempirono di polvere e impedirono ai raggi del Sole di raggiungere i suoi pannelli solari“.

Senza i raggi del sole che forniscono energia, Juno si sarebbe raffreddato al di sotto dei livelli testati, esaurendo alla fine le celle della batteria. Quindi il gruppo di navigazione ha escogitato un piano per “saltare l’ombra“, manovrando la navicella spaziale quanto basta in modo che la sua traiettoria potesse evitare l’eclissi.

Nello spazio profondo, o sei alla luce del sole o sei al riparo dalla luce del sole; non c’è davvero nessuna via di mezzo“, ha detto Levin.

Grazie alla manovra realizzata il 30 settembre scorso, durata 10 ore, “abbiamo ancora una missione”, ha dichiarato Bolton. “Quello che hanno fatto è stato più che rendere possibile la nostra scoperta del ciclone; hanno reso possibili le nuove intuizioni e rivelazioni su Giove che ci attendono”.

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