Webb scopre fenomeni inaspettati sopra la Grande Macchia Rossa di Giove

utilizzando Telescopio spaziale James WebbGli scienziati hanno osservato l’area sopra GioveScopri una serie di caratteristiche mai viste prima nella Grande Macchia Rossa del Sole. L’area, precedentemente ritenuta di natura insignificante, ospita una varietà di strutture e attività complesse.

Recenti osservazioni del telescopio Webb hanno rivelato dettagli sorprendenti sull’atmosfera superiore di Giove, in particolare sopra la Grande Macchia Rossa, dove hanno mostrato strutture complesse influenzate dalle onde gravitazionali. Questi risultati, catturati utilizzando le capacità ad alta risoluzione del telescopio Webb, potrebbero supportare la missione di esplorazione delle lune ghiacciate di Giove (Juice), migliorando la nostra comprensione di Giove e delle sue lune.

Rilevazione dell’atmosfera di Giove

Giove è uno degli oggetti più luminosi del cielo notturno e può essere facilmente visto nelle notti serene. A parte le luminose luci settentrionali e meridionali nelle regioni polari del pianeta, il bagliore emanato dall’atmosfera superiore di Giove è debole e quindi rappresenta una sfida per i telescopi terrestri nel discernere i dettagli in questa regione. Tuttavia, la sensibilità agli infrarossi dell’Osservatorio Webb consente agli scienziati di studiare l’atmosfera superiore di Giove sopra la famigerata Grande Macchia Rossa con un dettaglio senza precedenti.

L’atmosfera superiore di Giove è l’interfaccia tra il campo magnetico del pianeta e l’atmosfera primaria. Qui si possono vedere spettacoli luminosi e vividi delle aurore settentrionali e meridionali, alimentate dal materiale vulcanico emesso dalla luna di Giove, Io. Tuttavia, man mano che ci avviciniamo all’equatore, la struttura dell’atmosfera superiore del pianeta viene influenzata dalla luce solare in arrivo. Poiché Giove riceve solo il 4% della luce solare che riceve la Terra, gli astronomi si aspettavano che questa regione fosse di natura omogenea.

La Grande Macchia Rossa di Giove è stata osservata dallo spettrometro nel vicino infrarosso (NIRSpec) dell’Osservatorio Webb nel luglio 2022, utilizzando le capacità dell’unità di campo integrata dello strumento. Le osservazioni del team di rilascio anticipato hanno cercato di indagare se questa regione fosse effettivamente debole, e la regione sopra la famosa Grande Macchia Rossa fosse un bersaglio per le osservazioni di Webb. Il team è stato sorpreso di scoprire che l’atmosfera superiore ospita una varietà di strutture complesse, tra cui archi scuri e punti luminosi, attraverso l’intero campo visivo.

Le osservazioni NIRSpec di Webb mostrano la luce infrarossa emessa dalle molecole di idrogeno nella ionosfera di Giove. Queste molecole si trovano a più di 300 chilometri sopra le nuvole temporalesche, dove la luce solare ionizza l’idrogeno e stimola l’emissione infrarossa. In questa immagine, i colori più rossi mostrano l’idrogeno emesso da queste alte quote nella ionosfera del pianeta. I colori più blu mostrano la luce infrarossa proveniente da altitudini inferiori, comprese le cime delle nuvole atmosferiche e la prominente Grande Macchia Rossa.
Giove si trova lontano dal Sole e quindi riceve un livello basso e uniforme di luce diurna, il che significa che la maggior parte della superficie del pianeta è relativamente debole a queste lunghezze d’onda dell’infrarosso, soprattutto rispetto all’emissione di particelle vicino ai poli, dove il campo magnetico di Giove è particolarmente forte. Contrariamente alle aspettative dei ricercatori, secondo cui questa regione apparirebbe di natura omogenea, ospita una varietà di strutture complesse, inclusi archi scuri e punti luminosi, attraverso l’intero campo visivo.
Copyright: ESA/Web, NASA e CSA, ad es. Melin, M. Zamani (ESA/Web)

Scoperte sorprendenti sopra la Grande Macchia Rossa

“Pensavamo che questa zona, forse ingenuamente, sarebbe stata davvero noiosa”, ha detto il leader del team Henrik Melin dell’Università di Leicester nel Regno Unito “In realtà è interessante quanto l’aurora boreale, se non di più. Giove non smette mai di sorprenderci .” “.

Sebbene la luce proveniente da questa regione sia guidata dalla luce solare, il team suggerisce che debba esserci un altro meccanismo che modifica la forma e la struttura dell’atmosfera superiore.

“Un modo in cui questa struttura può essere modificata è attraverso le onde gravitazionali, che sono come onde che colpiscono la spiaggia, creando increspature nella sabbia”, ha spiegato Henrik. “Queste onde sono generate in profondità nella turbolenta atmosfera inferiore, attorno alla Grande Macchia Rossa possono viaggiare ad alta quota.” E cambiamenti nella struttura dell’alta atmosfera e nelle sue emissioni.

Osservazioni e implicazioni future

Il team spiega che queste onde atmosferiche a volte possono essere rilevate sulla Terra, ma sono molto più deboli di quelle osservate da Webb su Giove. Il team spera anche di condurre successive osservazioni Webb di questi complessi schemi d’onda in futuro per indagare su come gli schemi si muovono all’interno dell’atmosfera superiore del pianeta e migliorare la nostra comprensione del bilancio energetico in questa regione e di come le caratteristiche cambiano nel tempo.

Questi risultati potrebbero anche supportare le lune ghiacciate di Giove dell’ESA, Juice, lanciato il 14 aprile 2023. Juice effettuerà osservazioni dettagliate di Giove e delle sue tre grandi lune contenenti oceani: Ganimede, Callisto e Europa – Utilizzando una combinazione di strumenti di telerilevamento, geofisici e in loco. La missione caratterizzerà queste lune come corpi planetari e potenziali habitat, esplorerà in profondità il complesso ambiente di Giove e studierà il più ampio sistema di Giove come prototipo dei pianeti giganti gassosi in tutto l’universo.

Riflessioni sull’impatto della ricerca

Queste osservazioni sono state fatte come parte del Programma Early Science N. 1373: Le osservazioni ERS del sistema di Giove sono la prova delle capacità di JWST nel campo della scienza del sistema solare (Co-investigatori: I. de Pater, T. Fouchet).

“Questa proposta ERS è stata scritta nel 2017”, ha condiviso il membro del team Imke de Pater di Università della California, Berkeley“Uno dei nostri obiettivi era indagare il motivo per cui la temperatura sopra la Grande Macchia Rossa era così elevata, come lo erano le recenti osservazioni dell’epoca. NASA “L’impianto del telescopio a infrarossi lo ha rivelato. Tuttavia, i nostri nuovi dati hanno mostrato risultati molto diversi.”

Questi risultati sono stati pubblicati in Astronomia naturale.

Riferimento: “Irregolarità ionosferiche su Giove osservate dal telescopio James Webb” di Henrik Melin, J. O’Donoghue, L. Moore, T. S. Stallard, L. N. Fletcher, M. T. Roman, J. Harkett, O. R. T. King, M. Thomas e R Wang, B. I. Tiranti, K. L. Knowles, E. D. Pater, T. Foucher, P. H. Fry, M. H. Wong, B. J. Holler, R. Hueso, M. K. James, G. S. Orton, E. Mora, A. Sánchez LaVega, E. Lelouch, K.D e M.R. Showalter, 21 giugno 2024. Astronomia naturale.
DOI: 10.1038/s41550-024-02305-9

Webb è il telescopio più grande e potente mai lanciato nello spazio. Nell’ambito di un accordo di cooperazione internazionale, l’ESA ha fornito il servizio di lancio del telescopio, utilizzando il veicolo di lancio Ariane 5. In collaborazione con i partner, l’ESA è stata responsabile dello sviluppo e della qualificazione delle modifiche dell’Ariane 5 per la missione Webb e dell’acquisto del servizio di lancio da parte di. Arianespace. L’ESA ha inoltre fornito lo spettrometro NIRSpec e il 50% dello strumento nel medio infrarosso Allegroche è stato progettato e realizzato da un consorzio di istituti europei finanziati a livello nazionale (Consorzio Europeo MIRI) in collaborazione con… Laboratorio di propulsione a reazione e Università dell’Arizona.

WEB è una partnership internazionale tra la NASA, l’Agenzia spaziale europea e l’Agenzia spaziale canadese (CSA).