I giganti gassosi sono sempre stati un mistero per noi. A causa delle loro nuvole dense e vorticose, è impossibile dare un'occhiata al loro interno e determinare la loro vera struttura. Data la loro distanza dalla Terra, è lungo e costoso inviare loro veicoli spaziali, rendendo le missioni di indagine poche e lontane tra loro. E a causa della loro intensa radiazione e forte gravità, qualsiasi missione che tenti di studiarli deve essere fatta con attenzione.

E ancora, gli scienziati affermano da decenni che questo enorme gigante gassoso ha un nucleo solido. Ciò è coerente con le nostre attuali teorie su come il sistema solare e i suoi pianeti si sono formati e sono migrati nelle loro posizioni attuali. Considerando che i suoi strati esterni di Giove sono composti principalmente da idrogeno ed elio, aumenti di pressione e densità suggeriscono che più vicino al nucleo, le cose diventano solide.

Struttura e Composizione:

Giove è composto principalmente da materia gassosa e liquida, con materia più densa al di sotto. La sua atmosfera superiore è composta da circa l'88-92% di idrogeno e l'8-12% di elio per volume percentuale di molecole di gas, e ca. 75% di idrogeno e 24% di elio in massa, con il restante 1% costituito da altri elementi.

L'atmosfera contiene tracce di metano, vapore acqueo, ammoniaca, e composti a base di silicio, nonché tracce di benzene e altri idrocarburi. Ci sono anche tracce di carbonio, etano, idrogeno solforato, neon, ossigeno, fosfina, e zolfo. Cristalli di ammoniaca congelata sono stati osservati anche nello strato più esterno dell'atmosfera.

L'interno contiene materiali più densi, tale che la distribuzione è di circa il 71% di idrogeno, 24% elio e 5% altri elementi in massa. Si ritiene che il nucleo di Giove sia un denso mix di elementi:uno strato circostante di idrogeno metallico liquido con un po' di elio, e uno strato esterno prevalentemente di idrogeno molecolare. Il nucleo è stato anche descritto come roccioso, ma anche questo rimane sconosciuto.

Nel 1997, l'esistenza del nucleo è stata suggerita da misurazioni gravitazionali, indicando una massa da 12 a 45 volte la massa della Terra, o circa il 4%-14% della massa totale di Giove. La presenza di un nucleo è supportata anche da modelli di formazione planetaria che indicano come sarebbe stato necessario un nucleo roccioso o ghiacciato ad un certo punto della storia del pianeta per raccogliere tutto il suo idrogeno ed elio dalla nebulosa protosolare.

Però, è possibile che da allora questo nucleo si sia ridotto a causa di correnti convettive di caldo, liquido, idrogeno metallico che si mescola con il nucleo fuso. Questo nucleo potrebbe anche essere assente ora, ma è necessaria un'analisi dettagliata prima che ciò possa essere confermato. La missione Giunone, lanciato nell'agosto 2011 (vedi sotto), dovrebbe fornire alcune informazioni su queste domande, e quindi fare progressi sul problema del nucleo.

Formazione e migrazione:

Le nostre attuali teorie sulla formazione del sistema solare affermano che i pianeti si siano formati circa 4,5 miliardi di anni fa da una nebulosa solare (cioè l'ipotesi nebulare). Coerentemente con questa teoria, Si ritiene che Giove si sia formato a causa della gravità che attira insieme vorticose nuvole di gas e polvere.

Giove ha acquisito la maggior parte della sua massa da materiale rimasto dalla formazione del sole, e finì con più del doppio della massa combinata degli altri pianeti. Infatti, è stato ipotizzato che Giove avesse accumulato più massa, sarebbe diventata una seconda stella. Ciò si basa sul fatto che la sua composizione è simile a quella del sole, essendo costituita prevalentemente da idrogeno.

Inoltre, gli attuali modelli di formazione del sistema solare indicano anche che Giove si è formato più lontano dalla sua posizione attuale. In quella che è nota come l'ipotesi del Grand Tack, Giove migrò verso il sole e si stabilì nella sua posizione attuale circa 4 miliardi di anni fa. Questa migrazione, è stato sostenuto, potrebbe aver portato alla distruzione dei pianeti precedenti nel nostro sistema solare, che potrebbero includere Super-Terre più vicine al sole.

Esplorazione:

Sebbene non sia stata la prima navicella spaziale robotica a visitare Giove, o il primo a studiarlo dall'orbita (questo è stato fatto dalla sonda Galileo tra il 1995 e il 2003), la missione Giunone è stata progettata per indagare sui misteri più profondi del gigante gioviano. Questi includono l'interno di Giove, atmosfera, magnetosfera, campo gravitazionale, e determinare la storia della formazione del pianeta.

La missione è stata lanciata nell'agosto 2011 e ha raggiunto l'orbita attorno a Giove il 4 luglio, 2016. Quando la sonda è entrata nella sua orbita ellittica polare, dopo aver completato un'accensione di 35 minuti del motore principale, noto come inserimento orbitale di Giove (o JOI). Mentre la sonda si avvicinava a Giove da sopra il suo polo nord, è stata offerta una visione del sistema gioviano, di cui è stata scattata un'ultima foto prima di iniziare JOI.

Da quel tempo, la sonda Juno ha condotto manovre perijove – dove passa tra la regione polare settentrionale e quella polare meridionale – con un periodo di circa 53 giorni. Ha completato 5 perijoves da quando è arrivato nel giugno del 2016, e ha programmato di condurre un totale di 12 prima di febbraio 2018. A questo punto, escludendo eventuali estensioni di missione, la sonda sarà disorbita e brucerà nell'atmosfera esterna di Giove.

Mentre fa i suoi passaggi rimanenti, Giunone raccoglierà maggiori informazioni sulla gravità di Giove, campi magnetici, atmosfera, e composizione. Si spera che queste informazioni ci insegnino molto su come l'interazione tra l'interno di Giove, la sua atmosfera e la sua magnetosfera guidano l'evoluzione del pianeta. Ed ovviamente, si spera di fornire dati conclusivi sulla struttura interna del pianeta.

Giove ha un nucleo solido? La risposta breve è, non lo sappiamo... ancora. In verità, potrebbe benissimo avere un nucleo solido composto da ferro e quarzo, che è circondato da uno spesso strato di idrogeno metallico. It is also possible that interaction between this metallic hydrogen and the solid core caused the the planet to lose it some time ago.

At this point, all we can do is hope that ongoing surveys and missions will yield more evidence. These are not only likely to help us refine our understanding of Jupiter's internal structure and its formation, but also refine our understanding of the history of the solar system and how it came to be.