Da quando la sonda spaziale Voyager 1 della NASA ha sorvolato Giove a marzo, 1979, gli scienziati si sono interrogati sull'origine dei fulmini di Giove. Quell'incontro confermò l'esistenza del fulmine gioviano, che era stato teorizzato per secoli. Ma quando il venerabile esploratore sfrecciò via, i dati hanno mostrato che i segnali radio associati ai fulmini non corrispondevano ai dettagli dei segnali radio prodotti dai fulmini qui sulla Terra.

In un nuovo articolo pubblicato su Natura oggi, gli scienziati della missione Juno della NASA descrivono i modi in cui i fulmini su Giove sono in realtà analoghi ai fulmini sulla Terra. Sebbene, in alcuni modi, i due tipi di fulmini sono opposti polari.

"Non importa su quale pianeta ti trovi, i fulmini agiscono come trasmettitori radio, inviando onde radio quando lampeggiano nel cielo, ", ha affermato Shannon Brown del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, uno scienziato di Juno e autore principale dell'articolo. "Ma fino a Giunone, tutti i segnali fulminei registrati dalla navicella spaziale [Voyagers 1 e 2, Galilei, Cassini] erano limitati a rilevamenti visivi o dalla gamma kilohertz dello spettro radio, nonostante una ricerca di segnali nella gamma dei megahertz. Molte teorie sono state proposte per spiegarlo, ma nessuna teoria potrebbe mai ottenere trazione come risposta."

Entra Giunone, che orbita attorno a Giove dal 4 luglio, 2016. Tra la sua suite di strumenti altamente sensibili c'è il Microwave Radiometer Instrument (MWR), che registra le emissioni del gigante gassoso attraverso un ampio spettro di frequenze.

"Nei dati dei nostri primi otto sorvoli, L'MWR di Giunone ha rilevato 377 scariche di fulmini, " ha detto Brown. "Sono stati registrati nella gamma megahertz e gigahertz, che è quello che puoi trovare con le emissioni di fulmini terrestri. Pensiamo che il motivo per cui siamo gli unici a poterlo vedere sia perché Giunone sta volando più vicino che mai all'illuminazione, e stiamo cercando una radiofrequenza che passa facilmente attraverso la ionosfera di Giove".

Mentre la rivelazione ha mostrato come il fulmine di Giove sia simile a quello terrestre, il nuovo documento rileva anche che il punto in cui questi fulmini lampeggiano su ciascun pianeta è in realtà piuttosto diverso.

"La distribuzione dei fulmini di Giove è al rovescio rispetto alla Terra, " ha detto Brown. "C'è molta attività vicino ai poli di Giove ma nessuna vicino all'equatore. Puoi chiedere a chiunque viva ai tropici:questo non vale per il nostro pianeta".

Perché i fulmini si radunano vicino all'equatore sulla Terra e vicino ai poli su Giove? Segui il caldo.

La Terra deriva la stragrande maggioranza del suo calore dall'esterno dalla radiazione solare, per gentile concessione del nostro Sole. Perché il nostro equatore sopporta il peso di questo sole, l'aria calda umida sale (per convezione) più liberamente lì, che alimenta temporali imponenti che producono fulmini.

L'orbita di Giove è cinque volte più lontana dal Sole dell'orbita della Terra, il che significa che il pianeta gigante riceve 25 volte meno luce solare della Terra. Ma anche se l'atmosfera di Giove trae la maggior parte del suo calore dall'interno del pianeta stesso, questo non rende irrilevanti i raggi del Sole. Danno un po' di calore, riscaldando l'equatore di Giove più dei poli, proprio come riscaldano la Terra. Gli scienziati ritengono che questo riscaldamento all'equatore di Giove sia appena sufficiente per creare stabilità nell'atmosfera superiore, inibendo l'aumento di aria calda dall'interno. I poli, che non hanno questo calore di livello superiore e quindi nessuna stabilità atmosferica, permettere ai gas caldi dall'interno di Giove di salire, guidare la convezione e quindi creare gli ingredienti per i fulmini.

"Questi risultati potrebbero aiutare a migliorare la nostra comprensione della composizione, circolazione e flussi energetici su Giove, " disse Brown. Ma un'altra domanda incombe, lei disse. "Anche se vediamo un fulmine vicino a entrambi i poli, perché è per lo più registrato al polo nord di Giove?"

In un secondo articolo sui fulmini di Juno pubblicato oggi su Nature Astronomy, Ivana Kolmašová dell'Accademia ceca delle scienze, Praga, e colleghi, presentare il più grande database di emissioni radio a bassa frequenza generate da fulmini intorno a Giove (fischiatori) fino ad oggi. Il set di dati di più di 1, 600 segnali, raccolti dallo strumento Onde di Giunone, è quasi 10 volte il numero registrato da Voyager 1. Juno ha rilevato picchi di quattro fulmini al secondo (simili ai tassi osservati nei temporali sulla Terra) che è sei volte superiore ai valori di picco rilevati da Voyager 1.

"Queste scoperte potevano avvenire solo con Giunone, " ha detto Scott Bolton, ricercatore principale di Giunone del Southwest Research Institute, Sant 'Antonio. "La nostra orbita unica consente al nostro veicolo spaziale di volare più vicino a Giove di qualsiasi altro veicolo spaziale nella storia, quindi la potenza del segnale di ciò che il pianeta sta irradiando è mille volte più forte. Anche, i nostri strumenti a microonde e onde al plasma sono all'avanguardia, permettendoci di individuare anche deboli segnali di fulmini dalla cacofonia delle emissioni radio di Giove. "

La sonda spaziale Juno della NASA farà il suo tredicesimo sorvolo scientifico sulle misteriose cime delle nuvole di Giove il 16 luglio.