Juno ha osservato disposizioni poligonali di tempeste sia a nord che a sud, che circondano una tempesta al centro. Uno studio ha cercato di chiarire questo mistero di Giove

Giove, denso di nuvole caotiche e con venti violenti, è famoso e amato per la sua atmosfera tempestosa. Da quando la sonda spaziale Juno è arrivata lì nel 2016, abbiamo avuto dati ed informazioni senza precedenti del gigante gassoso. Ma Juno non ha fornito solo risposte, ma anche altre domande. Fino all’arrivo della sonda, non eravamo stati in grado di osservare bene i poli di Giove. Ciò che Juno ha visto ci ha lasciato a bocca aperta: disposizioni poligonali di tempeste sia a nord che a sud, che circondavano una tempesta al centro.

Polo nord Giove
Polo nord di Giove nell’infrarosso. Credit: NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM

Le tempeste cicloniche

Al polo nord di Giove infuriano nove cicloni, uno al centro, e altri otto disposti ordinatamente intorno ad esso e tutti ruotando in senso antiorario. Al polo sud, Juno ha individuato sei tempeste nel 2016, una al centro e cinque disposte intorno ad esso. Una settima tempesta si è unita “alla mischia” nel 2019, quindi ora ci sono sei vortici a forma esagonale che circondano la tempesta centrale (ruotano tutte in senso orario). Dal 2016, queste enormi tempeste, di dimensioni paragonabili a quelle degli Stati Uniti continentali, sono persistite e non si sono fuse tra loro. E ora, come chiarito in un nuovo studio, potremmo finalmente avere un’idea del perché.

Esagono Saturno
Esagono Saturno. Credit: NASA

Differenze con Saturno

La disposizione di Giove è diversa da quella di Saturno, che ha solo una  singola, enorme tempesta a ciascuno dei suoi poli . È anche diverso dai processi sulla Terra: sul nostro pianeta, la maggior parte dei cicloni si forma a latitudini tropicali e si sposta verso i poli, ma si dissipano sulla terra e sulle fredde zone oceaniche prima di arrivarci. Poiché Giove non ha né terra né oceani freddi, ha senso che le sue tempeste si comportino diversamente dalla Terra, ma la domanda rimane: perché non si fondono per creare singole tempeste a la Saturno?

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Giove ripreso dalla sonda Juno della NASA. Credit: NASA

Le simulazioni

L’astronomo Cheng Li dell’Università della California, Berkeley e i suoi colleghi del Caltech hanno eseguito simulazioni numeriche delle configurazioni delle tempeste e hanno scoperto una serie di condizioni in cui le tempeste possono restare stabili per lunghi periodi di tempo senza fondersi in una mega tempesta. È fondamentalmente una “zona di riccioli d’oro” per le tempeste gioviane. “Troviamo che la stabilità del modello dipende principalmente dalla schermatura, un anello anticiclonico attorno a ciascun ciclone, ma anche dalla profondità“, hanno scritto i ricercatori nel loro articolo . “Una schermatura insufficiente e una profondità ridotta portano alla fusione e alla perdita del modello poligonale. Troppa schermatura fa sì che le parti cicloniche e anticicloniche dei vortici si allontanino. I poligoni stabili esistono nel mezzo.

Giove

GIOVE COME NON LO AVETE MAI VISTOEcco un fantastico video di Giove, il re dei pianeti, ripreso in tutto il suo splendore da varie missioni spaziali. Troverete nelle didascalie tante curiosità in merito.Credit: NASA/ESAMontaggio video Francesco Prili

Geplaatst door Passione Astronomia op Zondag 6 september 2020
Giove come non l’abbiamo mai visto grazie a Juno. Montaggio video Francesco Prili
https://francescoprili.com/
Due fattori deteminanti

Il team ha utilizzato equazioni che descrivono il movimento di un singolo strato di fluido su una sfera e ha modellato le disposizioni poligonali dei vortici. Questa non è una novità, ma il team ha aggiunto la geometria polare e la deriva beta, la tendenza dei cicloni a spostarsi a causa di un aumento della forza di Coriolis con la latitudine dovuta alla velocità del vento, nei loro modelli, per una comprensione più dettagliata delle dinamiche in gioco su Giove. Secondo le loro scoperte, ci sono due fattori in gioco e le condizioni per entrambe devono essere giuste. 

  • Il primo è, in misura minore, la profondità del ciclone. Se fosse troppo poco profondo, si arriverà alla fusione.
  • Il secondo fattore è un fenomeno noto come schermatura a vortice. Questo accade quando il vortice (in questo caso i nostri cicloni gioviani) è circondato da un anello che si muove nella direzione opposta. Quindi, ciascuno dei cicloni in senso antiorario sul polo nord è circondato da un potente vento che soffia intorno al ciclone in senso orario.

Se questa schermatura è troppo debole, le tempeste si fonderanno. Se è troppo potente, la tempesta e il suo scudo si allontaneranno l’uno dall’altro. Quindi, per persistere, sia la profondità dei cicloni che la forza dei loro scudi vorticosi devono essere giuste.

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Giove ripreso dal telescopio spaziale Hubble. Credit: NASA
Altri misteri irrisolti per il momento

E quindi, un’altra serie di misteri. “Ci sono molte domande a cui non abbiamo risposto“, hanno scritto i ricercatori . “Non sappiamo come si formano i cicloni, indipendentemente dal fatto che si formino sul posto o si spostino verso l’alto da latitudini inferiori. Inoltre, non abbiamo spiegato come viene mantenuto uno stato stazionario e perché il numero di cicloni non aumenta con il tempo. Inoltre, non abbiamo determinato come si sviluppa la schermatura, o perché solo i vortici gioviani siano protetti“. Il team deve ancora testare i propri modelli sui dati effettivi di Juno. Ciò, tuttavia, potrebbe portarci ad alcune risposte a queste domande profondamente intriganti.

Riferimenti:

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