Giove potrebbe essere il pianeta più grande del sistema solare con un diametro 11 volte quello della Terra, ma impallidisce in confronto alla sua stessa magnetosfera. Il dominio magnetico del pianeta si estende verso il sole per almeno 3 milioni di miglia (5 milioni di km) e sul lato posteriore fino a Saturno per un totale di 407 milioni di miglia o più di 400 volte la dimensione del sole.

Se avessimo occhi adattati per vedere la magnetosfera gioviana di notte, la sua forma a goccia si estenderebbe facilmente su diversi gradi di cielo! Non sorprende quindi che l'aura magnetica di Giove sia stata definita una delle strutture più grandi del sistema solare.

io, La più interna di Giove delle quattro grandi lune del pianeta, orbita in profondità all'interno di questa bolla gigante. Nonostante le sue piccole dimensioni, circa 200 miglia più piccole della nostra luna, non mancano di superlativi. Con una stima di 400 vulcani, molti di loro ancora attivi, Io è il corpo vulcanicamente più attivo del sistema solare. Nella bassa gravità della luna, i vulcani emettono zolfo, gas di anidride solforosa e frammenti di roccia basaltica fino a 310 miglia (500 km) nello spazio in un bellissimo, pennacchi a forma di ombrello.

Una volta in alto, gli elettroni sferzati dal potente campo magnetico di Giove colpiscono i gas neutri e li ionizzano (sottraggono i loro elettroni). Gli atomi e le molecole (ioni) ionizzati non sono più neutri ma possiedono una carica elettrica positiva o negativa. Gli astronomi chiamano plasma gli sciami di atomi ionizzati.

Giove ruota rapidamente, filatura una volta ogni 9,8 ore, trascinando con sé l'intera magnetosfera. Mentre gira oltre Io, quegli ioni vulcanici vengono catturati e trascinati per il viaggio, ruotando attorno al pianeta in un anello chiamato toro plasma di Io. Puoi immaginarlo come una ciambella gigante con Giove nel "buco" e il gustoso, ~8, Anello spesso 000 miglia centrato sull'orbita di Io.

Non è tutto. Il campo magnetico di Giove accoppia anche l'atmosfera di Io alle regioni polari del pianeta, pompando ioni ionici attraverso due "condutture" ai poli magnetici e generando una potente corrente elettrica nota come tubo di flusso Io. Come vigili del fuoco sui pali del fuoco, gli ioni seguono le linee del campo magnetico del pianeta nell'atmosfera superiore, dove colpiscono ed eccitano atomi, generando una macchia di aurora luminosa ultravioletta all'interno dell'aurora generale del pianeta. Gli astronomi la chiamano impronta magnetica di Io. Il processo funziona al contrario, pure, generando aurore nella tenue atmosfera di Io.

Io è il principale fornitore di particelle della magnetosfera di Giove. Alcuni degli stessi elettroni strappati agli atomi di zolfo e ossigeno durante una precedente eruzione tornano a colpire gli atomi sparati da esplosioni successive. Girano e girano in un grande ciclo di bombardamenti microscopici! Il flusso costante di alta velocità, le particelle cariche nelle vicinanze di Io rendono la regione un ambiente letale non solo per gli esseri umani ma anche per l'elettronica dei veicoli spaziali, il motivo per cui la sonda Juno della NASA si allontana da lì dopo ogni perigiove o avvicinamento a Giove.

Ma c'è molto da ricavare da quei flussi di plasma. Il dottorando in astronomia Phillip Phipps e l'assistente professore di astronomia Paul Withers della Boston University hanno escogitato un piano per utilizzare la sonda Juno per sondare il toroide del plasma di Io per studiare indirettamente i tempi e il flusso di materiale dai vulcani di Io nella magnetosfera di Giove. In un articolo pubblicato il 25 gennaio, propongono di utilizzare i cambiamenti nel segnale radio inviato da Giunone mentre passa attraverso diverse regioni del toroide per misurare quanta roba c'è e come cambia la sua densità nel tempo.

La tecnica è chiamata occultazione radio. Le onde radio sono una forma di luce proprio come la luce bianca. E come luce bianca, si piegano o si rifrangono quando passano attraverso un mezzo come l'aria (o il plasma nel caso di Io). La luce blu è più rallentata e subisce la più flessione; la luce rossa è meno rallentata e meno rifratta, la ragione per cui il rosso orla il bordo esterno di un arcobaleno e il blu il suo interno. Nelle occultazioni radiofoniche, la rifrazione provoca variazioni di frequenza causate da variazioni della densità del plasma nel toro di Io.

La migliore astronave per il tentativo è quella con un'orbita polare attorno a Giove, dove taglia una sezione trasversale pulita attraverso diverse parti del toro durante ogni orbita. Indovina un po? Con la sua orbita polare, Giunone è la sonda per il lavoro! La sua missione principale è mappare i campi gravitazionali e magnetici di Giove, quindi un esperimento di occultazione si adatta bene agli obiettivi della missione. Le missioni precedenti hanno ottenuto solo due occultazioni radio del toro, ma Giunone potrebbe potenzialmente schiacciare 24.

Poiché il documento aveva lo scopo di dimostrare che il metodo è fattibile, resta da vedere se la NASA prenderà in considerazione l'aggiunta di un po' di lavoro extra ai compiti di Giunone. Sembra un obiettivo degno e pratico, uno che illuminerà ulteriormente la nostra comprensione di come i vulcani creano aurore nel bizzarro ambiente elettrico e magnetico del pianeta più grande.