Hubble spia l’incredibile cambiamento delle stagioni su Giove e Urano

Previsione per raffiche di vento, smog

pianeti esterni al di là[{” attribute=””>Mars do not have solid surfaces to affect weather as on Earth. And, sunlight is much less able to drive atmospheric circulation. Nevertheless, these are ever-changing worlds. And Hubble – as interplanetary meteorologist – is keeping track, as it does every year. Jupiter’s weather is driven from inside-out as more heat percolates up from its interior than it receives from the Sun. This heat indirectly drives color change cycles highlighting a system of alternating cyclones and anticyclones. Uranus has seasons that pass by at a snail’s pace because it takes 84 years to complete one orbit about the Sun. The seasons are extreme because Uranus is tipped on its side. As summer approaches in the northern hemisphere, Hubble sees a growing polar cap of high-altitude photochemical haze that looks similar to the smog over cities on Earth.

Hubble Monitors Changing Weather and Seasons at Jupiter and Uranus

Ever since its launch in 1990, NASA’s Hubble Space Telescope has been an interplanetary weather observer, keeping an eye on the largely gaseous outer planets and their ever-changing atmospheres. NASA spacecraft missions to the outer planets have given us a close-up look at these atmospheres, but Hubble’s sharpness and sensitivity keeps an unblinking eye on a kaleidoscope of complex activities over time. In this way Hubble complements observations from other spacecraft such as Juno, currently orbiting Jupiter; the retired Cassini mission to Saturn, and the Voyager 1 and 2 probes, which collectively flew by all four giant planets between 1979 and 1989.

Inaugurated in 2014, the telescope’s Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) Program has been providing us with yearly views of the giant planets. Here are some recent images:

Hubble Space Telescope images of Jupiter taken on November 12, 2022 (left) and January 6, 2023 (right). Credit: Science: NASA, ESA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

Jupiter

[left]– Le previsioni di Giove sono tempeste alle basse latitudini settentrionali. Si può vedere un’importante serie di tempeste alternate, che formano una “Vortex Street”, come la chiamano alcuni astronomi planetari. Questo è uno schema ondulatorio di anticicloni e cicloni sovrapposti, bloccati insieme come in una macchina con ingranaggi alternati che si muovono in senso orario e antiorario. Se le tempeste si avvicinano abbastanza l’una all’altra, nell’improbabile eventualità di una fusione, possono creare una tempesta ancora più grande, potenzialmente rivaleggiando con le dimensioni attuali della Grande Macchia Rossa. Il modello graduato di anticicloni e cicloni impedisce la fusione di singole tempeste. Si vede anche l’attività nell’entroterra di queste tempeste; Negli anni ’90, Hubble non ha visto cicloni o anticicloni con temporali interni, ma queste tempeste sono apparse nell’ultimo decennio. Le forti variazioni di colore indicano che Hubble vede anche diverse altezze e profondità delle nuvole.

La luna arancione Io fotografa questa vista delle cime delle nuvole multicolori di Giove, proiettando ombre sul bordo occidentale del pianeta. La risoluzione del telescopio Hubble è così nitida che può vedere l’aspetto a macchie arancioni di Io, che è associato a molti vulcani attivi. Questi vulcani furono scoperti per la prima volta quando la navicella spaziale Voyager 1 volò nel 1979. L’interno fuso della Luna è ricoperto da una sottile crosta attraverso la quale i vulcani vomitano materiale. Lo zolfo assume colori diversi a temperature diverse, motivo per cui la superficie di Io è così colorata. Questa foto è stata scattata il 12 novembre 2022.

[right]—La leggendaria Grande Macchia Rossa di Giove è al centro di questa veduta. Sebbene questo vortice sia abbastanza grande da inghiottire la Terra, in realtà si è ridotto alla dimensione più piccola che sia mai stata in registrazioni osservative risalenti a 150 anni fa. La gelida luna di Giove Ganimede può essere vista passare accanto al pianeta gigante in basso a destra. Leggermente più grande del pianeta Mercurio, Ganimede è la luna più grande del sistema solare. È un mondo craterizzato con una superficie prevalentemente ghiacciata d’acqua con deflussi ghiacciati visibili guidati dal calore interno. (Questa immagine è più piccola perché Giove era a 81.000 miglia dalla Terra quando è stata scattata l’immagine.) Questa foto è stata scattata il 6 gennaio 2023.

Immagini di Urano scattate dal telescopio spaziale Hubble il 9 novembre 2014 (a sinistra) e il 9 novembre 2022. Crediti: Scienza: NASA, ESA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC), Michael H. Wong (UC Berkeley), Image Processing : Giuseppe Di Pasquale (STScI)

Urano

Urano eccentrico ruota su un lato attorno al sole mentre segue un’orbita di 84 anni, invece di ruotare in una posizione più verticale come fa la Terra. Urano ha un asse di rotazione stranamente “orizzontale” che dista solo otto gradi dal piano dell’orbita del pianeta. Una recente teoria suggerisce che Urano una volta avesse una luna massiccia che fu destabilizzata dalla gravità e poi si scontrò. Altre possibilità includono effetti giganti durante la formazione dei pianeti, o persino pianeti giganti che esercitano coppie di risonanza l’uno sull’altro nel tempo. Le conseguenze dell’inclinazione del pianeta sono che, a intervalli fino a 42 anni, parti dell’emisfero terrestre sono completamente prive di luce solare. Quando la navicella spaziale Voyager 2 visitò negli anni ’80, il polo sud del pianeta era puntato direttamente verso il sole. L’ultima vista di Hubble mostra che il Polo Nord si sta ora inclinando verso il Sole.

[left]Questa è una vista Hubble di Urano scattata nel 2014, sette anni dopo l’equinozio di primavera settentrionale, quando il sole splendeva direttamente sopra l’equatore del pianeta, e mostra una delle prime immagini del programma OPAL. Molteplici tempeste con nuvole di cristalli di ghiaccio di metano compaiono a latitudini medio-settentrionali sopra la bassa atmosfera color ciano del pianeta. Immagini del telescopio Hubble del sistema di anelli ai margini nel 2007, ma gli anelli iniziarono a fiorire dopo sette anni in questa vista. In questo momento, il pianeta ha avuto diverse piccole tempeste e persino alcuni deboli ammassi di nuvole.

[right]– Come visto nel 2022, il polo nord di Urano mostra una densa foschia fotochimica simile allo smog sulle città. Diverse piccole tempeste possono essere viste vicino al bordo del confine della foschia polare. Hubble ha monitorato le dimensioni e la luminosità della calotta polare settentrionale e continua a diventare più luminosa anno dopo anno. Gli astronomi districano le molteplici influenze – dalla circolazione atmosferica, alle proprietà delle particelle e ai processi chimici – che controllano il modo in cui la calotta polare atmosferica cambia con le stagioni. All’equinozio europeo del 2007, nessuno dei due poli era particolarmente luminoso. Con l’avvicinarsi del solstizio d’estate settentrionale nel 2028, la calotta potrebbe diventare più luminosa e punterà direttamente verso la Terra, consentendo una buona visuale degli anelli e del Polo Nord; Il sistema di anelli apparirà quindi faccia a faccia. Questa foto è stata scattata il 9 novembre 2022.

A proposito di Hubble

Il telescopio spaziale Hubble è una straordinaria collaborazione tra la NASA e l’Agenzia spaziale europea, gestita dal Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. Scavando nei misteri dell’universo, lo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora guida gli sforzi scientifici di Hubble. L’Association of Universities for Research in Astronomy, con sede a Washington, DC, gestisce STScI per conto della NASA.