Lontano nel sistema solare, da dove la Terra appare semplicemente come un punto azzurro pallido, La navicella spaziale Galileo della NASA ha trascorso otto anni in orbita attorno a Giove. Durante quel periodo, la sostanziosa navicella spaziale, leggermente più grande di una giraffa adulta, ha inviato ondate di scoperte sulle lune del gigante gassoso, compresa l'osservazione di un ambiente magnetico intorno a Ganimede che era distinto dal campo magnetico di Giove. La missione si è conclusa nel 2003, ma i dati appena risorti dal primo sorvolo di Ganimede di Galileo stanno fornendo nuove intuizioni sull'ambiente della luna, che è diverso da qualsiasi altro nel sistema solare.

"Ora torniamo più di 20 anni dopo per dare un nuovo sguardo ad alcuni dei dati che non sono mai stati pubblicati e finire la storia, " disse Glyn Collinson, autore principale di un recente articolo sulla magnetosfera di Ganimede presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Abbiamo scoperto che c'è un intero pezzo di cui nessuno sapeva."

I nuovi risultati hanno mostrato una scena tempestosa:particelle esplose dalla superficie ghiacciata della luna a causa della pioggia di plasma in arrivo, e forti flussi di plasma spinti tra Giove e Ganimede a causa di un evento magnetico esplosivo che si verifica tra gli ambienti magnetici dei due corpi. Gli scienziati pensano che queste osservazioni potrebbero essere la chiave per svelare i segreti della luna, ad esempio perché le aurore di Ganimede sono così luminose.

Nel 1996, poco dopo essere arrivato a Giove, Galileo fece una scoperta sorprendente:Ganimede aveva il suo campo magnetico. Mentre la maggior parte dei pianeti del nostro sistema solare, compresa la Terra, hanno ambienti magnetici, noti come magnetosfere, nessuno si aspettava che una luna ne avesse uno.

Tra il 1996 e il 2000, Galileo ha effettuato sei sorvoli mirati di Ganimede, con più strumenti che raccolgono dati sulla magnetosfera lunare. Questi includevano il sottosistema al plasma della navicella spaziale, o PLS, che ha misurato la densità, temperatura e direzione del plasma:eccitato, gas caricato elettricamente, che scorre nell'ambiente intorno a Galileo. Nuovi risultati, recentemente pubblicato sulla rivista Lettere di ricerca geofisica , rivelano dettagli interessanti sulla struttura unica della magnetosfera.

Sappiamo che la magnetosfera terrestre, oltre ad aiutare a far funzionare le bussole e a causare le aurore, è la chiave per sostenere la vita sul nostro pianeta, perché aiuta a proteggere il nostro pianeta dalle radiazioni provenienti dallo spazio. Alcuni scienziati ritengono che anche la magnetosfera terrestre fosse essenziale per lo sviluppo iniziale della vita, poiché questa radiazione nociva può erodere la nostra atmosfera. Lo studio delle magnetosfere in tutto il sistema solare non solo aiuta gli scienziati a conoscere i processi fisici che influenzano questo ambiente magnetico intorno alla Terra, ci aiuta a capire le atmosfere intorno ad altri mondi potenzialmente abitabili, sia nel nostro sistema solare che oltre.

La magnetosfera di Ganimede offre la possibilità di esplorare un ambiente magnetico unico situato all'interno della magnetosfera molto più grande di Giove. Annidato lì, è protetto dal vento solare, rendendo la sua forma diversa dalle altre magnetosfere del sistema solare. Tipicamente, le magnetosfere sono modellate dalla pressione delle particelle supersoniche del vento solare che le attraversano. Ma a Ganimede, il plasma relativamente più lento intorno a Giove scolpisce la magnetosfera della luna in una lunga forma simile a un corno che si estende davanti alla luna nella direzione della sua orbita.

Volando oltre Ganimede, Galileo è stato continuamente preso a pugni da particelle ad alta energia, un colpo che anche la luna conosce bene. Particelle di plasma accelerate dalla magnetosfera gioviana, piovono continuamente sui pali di Ganimede, dove il campo magnetico li incanala verso la superficie. La nuova analisi dei dati Galileo PLS ha mostrato che il plasma viene espulso dalla superficie ghiacciata della luna a causa della pioggia di plasma in arrivo.

"Ci sono queste particelle che volano fuori dalle regioni polari, e possono dirci qualcosa sull'atmosfera di Ganimede, che è molto sottile, "ha detto Bill Paterson, un coautore dello studio presso la NASA Goddard, che ha prestato servizio nel team Galileo PLS durante la missione. "Può anche dirci come si formano le aurore di Ganimede".

Ganimede ha le aurore, o luci del nord e del sud, proprio come fa la Terra. Però, a differenza del nostro pianeta, le particelle che causano le aurore di Ganimede provengono dal plasma che circonda Giove, non il vento solare. Quando si analizzano i dati, gli scienziati hanno notato che durante il suo primo sorvolo di Ganimede, Galileo attraversò fortuitamente le regioni aurorali di Ganimede, come evidenziato dagli ioni che ha osservato piovere sulla superficie della calotta polare della luna. Confrontando la posizione in cui sono stati osservati gli ioni in caduta con i dati di Hubble, gli scienziati sono stati in grado di individuare la posizione precisa della zona aurorale, che li aiuterà a risolvere i misteri, come ciò che provoca le aurore.

Mentre girava intorno a Giove, A Galileo è capitato anche di volare proprio attraverso un evento esplosivo causato dall'intreccio e dallo spezzarsi delle linee del campo magnetico. Quest'evento, chiamata riconnessione magnetica, avviene nelle magnetosfere del nostro sistema solare. Per la prima volta, Galileo osservò forti flussi di plasma spinti tra Giove e Ganimede a causa di un evento di riconnessione magnetica avvenuto tra le due magnetosfere. Si pensa che questa pompa al plasma sia responsabile di rendere le aurore di Ganimede insolitamente luminose.

Lo studio futuro dei dati PLS di quell'incontro potrebbe ancora fornire nuove intuizioni relative agli oceani del sottosuolo precedentemente determinati a esistere all'interno della luna utilizzando i dati sia di Galileo che del telescopio spaziale Hubble.