I Misteri delle Aurore Gioviane

Le intense aurore polari di Giove pulsano in modo indipendente una dall’altra, secondo un nuovo studio guidato da ricercatori dell’University College London e pubblicato su Nature Astronomy.

Gli scienziati, utilizzando gli osservatori XMM-Newton dell’ESA e Chandra della NASA, hanno scoperto che le emissioni di raggi X ad altissima energia al polo sud di Giove pulsano regolarmente ogni 11 minuti, mentre le “luci” al polo nord sono irregolari, aumentando e diminuendo in luminosità indipendentemente da quelle al polo sud.

Il comportamento è differente dalle aurore sulla Terra, dove le luci del Nord rispecchiano in attività quelle nell’emisfero meridionale. Altri grandi pianeti, come Saturno, non producono aurore rilevabili nei raggi X, il che rende le scoperte su Giove particolarmente intriganti. Le aurore sono un fenomeno tipico nel Sistema Solare: il Sole espelle continuamente particelle cariche nello spazio tramite venti solari. In caso di emissioni intense e tempeste solari l’interazione con la magnetosfera di Giove innesca i raggi X ad alta energia, formando le caratteristiche aurore gioviane, con pulsazioni che portano alla formazione di hot spot (punti caldi) luminosi intermittenti.

“Non ci aspettavamo di vedere hot spot di raggi X pulsare indipendentemente dal momento che pensavamo che la loro attività dovesse essere coordinata tramite il campo magnetico del pianeta. Abbiamo bisogno di studiare questo fenomeno ulteriormente per sviluppare ipotesi sul modo in cui Giove produce la sua aurora a raggi X e la missione Juno della NASA è davvero importante per realizzare questi studi”, ha spiegato il primo autore dello studio William Dunn (UCL Mullard Space Science Laboratory, UK e Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA). Per comprendere come venga prodotta l’aurora il team deve combinare le informazioni ottenute utilizzando gli osservatori a raggi X XMM-Newton e Chandra con dati raccolti da Juno, dal momento che la sonda non ha strumenti a bordo per rilevare emissioni di raggi X.

Utilizzando XMM-Newton e Chandra gli autori hanno prodotto mappe delle emissioni di raggi X di Giove e hanno identificato un hot spot in ogni polo, ognuno dei quali copre un’area molto più grande della superficie della Terra. Analizzandoli per identificare comportamenti simili, i ricercatori hanno scoperto invece che i punti caldi hanno caratteristiche molto differenti. Una delle teorie da verificare è che le aurore di Giove si formino separatamente quando il campo magnetico del pianeta interagisce con il vento solare. Il team ritiene che le linee di campo magnetico producano con le loro vibrazioni onde che portano particelle cariche verso i poli e che questi flussi di particelle cambino in velocità e direzione fino a che collidono con l’atmosfera di Giove, generando impulsi di raggi X. “Il comportamento degli hot spot su Giove fa sorgere importanti questioni sui processi che producono queste aurore. Sappiamo che è coinvolta una combinazione di particelle di vento solare e ioni provenienti originariamente da esplosioni vulcaniche sulla luna di Giove Io. Tuttavia la loro importanza relativa nella produzione di emissioni di raggi X non è chiara”, spiega la coautrice  Licia Ray (Lancaster University).

“Quello che trovo particolarmente interessante in queste osservazioni, specialmente nel momento in cui Juno sta prendendo misurazioni in situ, è il fatto che siamo in grado di osservare entrambi i poli di Giove contemporaneamente, una rara opportunità. Confrontare i comportamenti ai due poli ci permette di imparare molto sulle complesse interazioni magnetiche in corso nell’ambiente del pianeta”, ha concluso Graziella Branduardi-Raymont, tra gli autori dello studio.
[ Barbara Bubbi ]

https://m.phys.org/news/2017-10-jupiter-x-ray-auroras-pulse-independently.html

Credits: NASA, ESA, and J. Nichols (University of Leicester)