L'atmosfera superiore sopra la famosa macchia rossa di Giove - una gigantesca tempesta che dura da secoli - è molto più calda che in qualsiasi altra parte di questo gigante gassoso. Il nuovo studio, pubblicato sulla rivista Nature, porta gli scienziati a ipotizzare che i movimenti di una tempesta gigante che infuria nella bassa atmosfera del pianeta siano responsabili delle temperature più elevate nell'atmosfera superiore di Giove. In altre parole, ciò significa che i due strati dell'atmosfera del pianeta sono interconnessi e possono influenzarsi a vicenda.
La Grande Macchia Rossa, come viene chiamata, è una delle caratteristiche più riconoscibili di Giove. Come notato nell'agenzia aerospaziale della NASA, questo gigantesco uragano copre un'area di diverse migliaia di chilometri sopra la superficie del pianeta e vanta venti che soffiano a velocità fino a 650 chilometri all'ora. La grande macchia rossa è stata osservata dalla fine del 1800. Gli astronomi per tutto questo tempo stanno cercando di capire come si sia formata questa tempesta e che tipo di atmosfera ci sia intorno.
Ai nostri giorni, gli scienziati, utilizzando i dati ottenuti con la NASA Infrared Telescope Facility alle Hawaii, hanno scoperto che l'atmosfera di questa regione è di circa 1600 gradi Kelvin (o circa 1300 gradi Celsius) più calda della temperatura media dell'alta atmosfera sul resto superficie di Giove, che è di circa 626 gradi Celsius. Ciò è spiegato dal fatto che i flussi turbolenti di questa gigantesca tempesta creano onde acustiche dirette dal pianeta, che successivamente scuotono (e quindi riscaldano) gli atomi dell'alta atmosfera, creando differenze di temperatura così significative.
Questa scoperta suggerisce che lo strato inferiore e lo strato superiore dell'atmosfera di Giove sono interconnessi e in grado di influenzarsi a vicenda. Questo fatto è abbastanza sorprendente se si considera che lo strato superiore dell'atmosfera del pianeta è circa 800 chilometri più largo dello strato inferiore.
"Non pensavamo che le due regioni potessero essere interconnesse in alcun modo particolare, ma si è scoperto che non lo sono", ha detto il ricercatore capo James O'Donoghue, un esploratore planetario alla Boston University.
Questa relazione può anche aiutare a spiegare il mistero della "crisi energetica" planetaria che ha afflitto gli scienziati planetari per molti anni. Consiste nel fatto che gli strati superiori dell'atmosfera di Giove, e in effetti di tutti i giganti gassosi del nostro sistema solare, sono molto più caldi di quanto dovrebbero essere. I modelli computerizzati mostrano che, data la distanza dal sole del pianeta, la temperatura dell'alta atmosfera di Giove dovrebbe essere effettivamente di circa 300 gradi Kelvin (27 gradi Celsius). Tuttavia, le osservazioni dirette mostrano che la sua atmosfera superiore è molto più calda di questo indicatore. Gli scienziati non erano del tutto sicuri di come spiegare questa discrepanza di temperatura, ma un nuovo studio ha spinto gli esperti a concludere che il calore in eccesso proviene da flussi che si trovano nell'atmosfera inferiore.
In precedenza, si pensava che le aurore ai poli di Giove potessero diffondersi più in profondità nell'atmosfera e quindi riscaldare il resto di essa. Tuttavia, come osserva O'Donoghue, i modelli di computer hanno dimostrato che ciò è improbabile. A causa dei venti superveloci che si spostano da est a ovest lungo l'equatore di Giove, le aurore rimangono molto spesso esclusivamente ai poli del pianeta. È stata proposta un'altra spiegazione relativa alle caratteristiche acustiche dei temporali. Tuttavia, non è stata trovata alcuna prova diretta di ciò. Un nuovo studio delle temperature sulla Grande Macchia Rossa di Giove ha fornito agli scienziati un indizio su come si verifica effettivamente questo processo.
Un'illustrazione di come la Grande Macchia Rossa invia onde nell'atmosfera superiore del pianeta
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"Una buona analogia è il modo in cui mescoliamo una tazza di caffè con un cucchiaio", dice O'Donoghue.
“Se ruoti un cucchiaio in senso orario e poi lo ruoti bruscamente in senso antiorario, sulla superficie del caffè si formeranno molte onde e schizzi. E mescolando il caffè in questo modo, lo riscaldi davvero. Inoltre, come parte di questa agitazione, vengono generate alcune onde sonore.
Più o meno la stessa cosa accade con la Grande Macchia Rossa. Mentre la tempesta ruota in senso antiorario, colpisce le correnti dell'atmosfera inferiore, che si muovono in senso orario, creando una turbolenza colossale. Ciò fa anche sì che le onde acustiche salgano verticalmente verso l'alto. Le onde iniziano a scuotere gli atomi nell'atmosfera superiore e a riscaldarli.
Processi simili si stanno verificando sulla Terra. Ad esempio, quando le correnti d'aria si muovono sulle Ande, l'aria si scontra con le montagne e si formano onde acustiche che salgono nell'atmosfera superiore, riscaldandola leggermente. Si noti che anche durante gli uragani e gli tsunami che si verificano sulla Terra, anche l'atmosfera diventa un po 'più calda.
Gli scienziati ora hanno prove molto convincenti di ciò che sta realmente accadendo con la grande macchia rossa di Giove. Secondo loro, gli stessi processi possono avvenire su altre aree della superficie di questo pianeta. In futuro, i ricercatori hanno in programma di iniziare a osservare le tempeste più piccole del gigante gassoso e successivamente creare una mappa della temperatura abbastanza accurata della sua atmosfera superiore.
Va anche ricordato che recentemente la sonda Juno è entrata nell'orbita di Giove, che studierà anche questo gigantesco mondo e sarà in grado di fornire i dati più accurati su questo pianeta. Gli scienziati ritengono che la sonda molto probabilmente troverà processi simili per riscaldare l'atmosfera su uragani più piccoli. Inoltre, il dispositivo, grazie alla sua potente attrezzatura di osservazione, consentirà di guardare ancora più in profondità nella Grande Macchia Rossa.
"L'articolo in esame oggi suggerisce che la Grande Macchia Rossa è responsabile del significativo riscaldamento dell'atmosfera sopra di essa", dice Mike Janssen, membro della missione Juno presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA.
"Il nostro apparato aiuterà a spiegare cosa è responsabile della stessa Grande Macchia Rossa".
NIKOLAY KHIZHNYAK
