Riconosciamo tutti Giove dal suo schema a bande di zone e cinture controrotanti - questo può essere visto anche con piccoli telescopi da giardino. Queste splendide strutture sono alimentate da veloci correnti a getto visibili nelle nuvole del pianeta. Ma ciò che accade vicino ai suoi poli e sotto le sue cime di nuvole è stato a lungo un mistero.

Grazie alla sua orbita unica, La missione Juno della NASA ha ora rivelato alcuni dei segreti meglio custoditi di Giove. I risultati, pubblicato in quattro articoli in Natura , mostrano che il pianeta ha sorprendenti forme "poligonali" di cicloni ai suoi poli - incluso un pentagono al polo sud - e che la sua struttura a bande persiste fino a profondità di 3, 000 km.

Dalla Terra e dai veicoli spaziali in determinate orbite, possiamo vedere bene solo le regioni equatoriali di Giove. Infatti, questo è stato il caso di tutte le precedenti missioni sul pianeta. Immagini da Voyager, Cassini e l'orbiter Galileo hanno fornito magnifiche vedute della struttura della cintura di zona e tempeste di lunga durata come la Grande Macchia Rossa. La sonda Galileo ha campionato solo fino a 160 km sotto le nuvole in una posizione.

Giunone ha un unico, orbita altamente ellittica, dandogli le prime buone vedute sui poli di Giove. Ogni 53 giorni da luglio 2016, si è avvicinato a 4, 100 km sopra le cime delle nuvole di Giove, dandogli una vista eccellente della sua aurora - un tipo di "aurora boreale" causata da correnti elettriche nella magnetosfera in rapida rotazione (un campo magnetico) che interagisce con l'atmosfera del pianeta - e le regioni polari dell'atmosfera in visibile, luce infrarossa e ultravioletta.

Oltre a studiare l'aurora e la magnetosfera, Juno aiuta anche gli scienziati a sondare il campo gravitazionale dell'interno di Giove con dettagli squisiti monitorando piccole modifiche all'orbita del veicolo spaziale - fino a 3, 000 km sotto le nuvole.

Essendo il pianeta più grande del sistema solare, Giove vanta un raggio più di 10 volte quello della Terra, a quasi 70 anni, 000 km. I venti controrotanti nelle zone e nei nastri raggiungono velocità di 100 metri al secondo. La sua composizione principale è idrogeno ed elio - avanzi della densa nube di gas e polvere, nota come nebulosa solare, che ha formato il nostro sistema solare 4,6 miliardi di anni fa.

Sotto le cime delle nuvole, si pensa che la pressione del gas aumenti enormemente. A soli 3, 000 km sotto le nuvole, la pressione dovrebbe raggiungere 100, 000 bar, che è la pressione necessaria per sintetizzare il diamante sulla Terra. Più verso il centro, la pressione e la temperatura aumentano ulteriormente, e l'idrogeno inizia a comportarsi come un metallo. I modelli mostrano che anche più in là raggiungeremmo un nucleo ghiacciato e roccioso con un raggio di circa il 20% di quello di Giove. I modelli non sono così affidabili però, ed è qui che entra in gioco Giunone.

Schemi polari particolari

Gli scienziati sono rimasti enormemente sorpresi la prima volta che hanno visto i poli di un altro gigante gassoso:Saturno. Cassini ha confermato la scoperta della Voyager di un peculiare, enorme caratteristica esagonale nell'atmosfera di Saturno vicino ai poli. Questo circonda un uragano polare con un diametro di 1, 250 km.

Al più grande Giove, gli scienziati non si aspettavano affatto di vedere questo schema. Anziché, le teorie suggerivano che le zone e le fasce al centro si sarebbero indebolite verso i poli portando a turbolenze caotiche, piuttosto che schemi strutturati.

Ma grazie a Giunone, gli scienziati hanno ora scoperto un enorme ciclone ad ogni polo, circa 4, 000 km di diametro nel nord e 5, 600 km a sud. Sorprendentemente, questi sono circondati da otto cicloni di dimensioni simili a nord, e cinque al sud. Questi cicloni sembrano notevolmente stabili nel tempo in cui Giunone li ha ripresi nel visibile e nell'infrarosso.

Gli otto cicloni settentrionali formano una forma "ditetragon" (questo è ciò che ottieni se colleghi due piramidi alla base) e i cinque cicloni meridionali formano una forma pentagonale (vedi immagine principale). Non capiamo ancora cosa li causa e perché sono così persistenti. La forza della rotazione di Giove, combinato con il suo raggio più piccolo al polo, ci si aspetterebbe di spostare continuamente molti più cicloni verso il polo, ma questo sembra non accadere.

Sotto le nuvole

Un altro dei misteri di Giove era se le sue zone e fasce fossero poco profonde o profonde nell'atmosfera. La risposta di Giunone è profonda.

Questo risultato è venuto dalle misurazioni del suo campo gravitazionale, che gli scienziati hanno ora scoperto mostrano un'asimmetria nord-sud. Questo era inaspettato su Giove:un pesante, rotazione veloce, pianeta oblato (appiattito ai poli). La spiegazione è che devono essere presenti flussi atmosferici al di sotto delle nuvole.

Un altro documento rivela che queste correnti a getto atmosferiche circolano al di sotto di ciascuna delle zone e delle fasce, e arriva fino a 3, 000 km. Però, la massa dell'atmosfera coinvolta in questi enormi moti corrisponde solo all'1% circa della massa totale di Giove.

Monitorando come ruota l'intero pianeta, gli scienziati hanno anche scoperto che al di sotto del livello di 3000 km, Giove ruota efficacemente come un corpo rigido, più lentamente del gas agitato sopra. A questo livello, la temperatura e la pressione provocano il flusso di correnti elettriche, e questo crea una forza di trascinamento magnetica che inizia a rallentare il movimento del vento.

I nuovi risultati possono ora essere contestualizzati con altri corpi – in particolare con Saturno, con i suoi venti di fascia di zona che raggiungono i 500 metri al secondo. Sulla base di ciò che sappiamo ora su Giove, sembra probabile che le correnti a getto di Saturno raggiungano ancora più in profondità fino a 9, 000 km. Il confronto dei modelli dei cicloni persistenti di Giove con l'esagono e l'uragano di Saturno potrebbe anche aiutarci a capire cosa causa queste misteriose caratteristiche.

Eccitante, i nuovi dati possono anche aiutarci a capire i pianeti giganti gassosi in altri sistemi solari. Per esempio, ora sappiamo che quelli più grandi di Giove avrebbero correnti a getto meno profonde al di sotto delle loro zone e fasce.

Le future missioni come JUICE dell'ESA e le sonde atmosferiche di Saturno proposte potrebbero essere in grado di vedere più in profondità di quanto possa Juno, per dirci di più sulla profonda struttura interna di questo magnifico pianeta gigante, aiutandoci in definitiva a ottenere un quadro completo di come si è formato ed evoluto.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.