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I dati di Juno rivelano la natura dei fulmini di Giove

08 giugno 2018

I dati di Juno rivelano la natura dei fulmini di Giove

Le misurazioni della sonda della NASA hanno

permesso una descrizione più completa dei fulmini

che si scatenano sul pianeta gigante,

documentando per la prima volta quelli accompagnati

dall'emissione di radiazione elettromagnetica di alta

frequenza.

Le osservazioni suggeriscono che i fulmini gioviani

non siano così diversi dalle loro controparti terrestri(red)

planetologiaatmosfera

Nel 1979, la sonda Voyager 1 rilevò emissioni radio a

bassa frequenza attorno a Giove, poi soprannominate 

whistler perché assomigliano al suono discendente di

un fischio. L'ipotesi più condivisa dai ricercatori è che

si tratti delle emissioni di fulmini che attraversano

l'atmosfera del gigante gassoso.

I fulmini sono infatti una presenza costante su Giove,

rilevata dalla maggior parte dei veicoli spaziali che

l'hanno visitato.

Ma i dati finora raccolti sono solo immagini, cioè flash

che punteggiano di tanto in tanto il lato buio del

pianeta, oppure onde radio a bassa frequenza.

Le ricerche di analoghi segnali nell'intervallo dei

megahertz, invece, non hanno mai dato frutti.

La situazione ora è cambiata con i dati raccolti

dalla sonda spaziale Juno della NASA, descritti

in due nuovi articoli pubblicati, rispettivamente, 

su "Nature" e su "Nature Astronomy"

, che contribuiscono a migliorare la comprensione

della composizione e della circolazione dei flussi

di energia su Giove.

Illustrazione dei fulmini su Giove, particolarmente

intensi nell'emisfero nord, vicino al polo

(Credits: NASA/JPL-Caltech/SwRI/JunoCam)

La conoscenza della fisica dei fulmini deriva

dall'osservazione dei fenomeni di questo tipo che

si verificano sul nostro pianeta.

I fulmini terrestri implicano il flusso di grandi correnti

elettriche (con intensità da poche unità ad alcune

decine di chiloampere) su scale temporali molto brevi

(dell'ordine di alcuni microsecondi).

Queste intense correnti sono accompagnate dalla

produzione di impulsi di onde radio che coprono lo

spettro di frequenze da alcuni hertz a diversi gigahertz,

anche se in genere il picco viene raggiunto intorno

a pochi chilohertz. 

Le onde radio possono fuoriuscire dalla ionosfera per

raggiungere l'ambiente spaziale vicino alla Terra,

dove si propagano in due modi fondamentali: in forma

di onde a bassa frequenza (da pochi chiloherz a decine

di chiloherz) che seguono approssimativamente le linee

di campo geomagnetico, o in forma di onde ad alta

frequenza (più di 10 megaherz) che non

interagiscono con la magnetosfera.

Gli studiosi ritengono che nell'ambiente gioviano si

verifichino processi fisici simili, anche se mancava

finora un riscontro sperimentale.

Nell'articolo pubblicato su "Nature", Shannon Brown

del California Institute of Technology a Pasadena e

colleghi di una collaborazione internazionale

presentano i risultati di osservazioni di fulmini

nell'atmosfera di Giove ad alta frequenza, intorno a

600 megahertz. Le misurazioni suggeriscono che i

fulmini gioviani non siano così dissimili dalle loro

controparti terrestri.

Gli autori mostrano in particolare che queste

scariche sono più comuni vicino ai poli e nell'emisfero

settentrionale, mentre sono assenti in corrispondenza

delle regioni equatoriali.

Ciò indica probabilmente che verso i poli vi è un

incremento di moti convettivi che trasportano umidità.

Nel secondo articolo, pubblicato su "Nature Astronomy",

Ivana Kolmašová, dell'Accademia delle Scienze

cecoslovacca a Praga e colleghi di una collaborazione

internazionale presentano il più grande database di

segnali whistler generati da fulmini gioviani mai

compilato fino a oggi.

Questo insieme di dati, raccolti tra l'agosto 2016

e settembre 2017, quando Juno si trovava a una

distanza di cinque raggi gioviani dal pianeta gigante,

include più di 1600 segnali, quasi dieci volte il

numero registrato da Voyager 1.

Sorprendente è la distribuzione temporale dei fulmini,

che può arrivare fino a quattro scariche al secondo.

Si tratta di valori sei volte più alti dei valori di picco

rilevati da Voyager 1 e sono simili alla frequenza di

scarica dei fulmini durante i temporali sulla Terra.