Questa immagine è una mappa della luminosità infrarossa degli ioni H3+ nella parte superiore dell'atmosfera di Giove e rivela quanto sia complessa la ionosfera. Le due regioni bianche in alto e in basso sono l'aurora brillante del pianeta. Incandescente molto più luminoso del resto del pianeta, sono qui così saturati che nessun dettaglio può essere visto affatto. Anziché, si vede la regione equatoriale. In alto a sinistra della mappa, l'oscuramento osservato in precedenza associato alla Grande Macchia Fredda può essere visto:la mappa ora mostra che questa caratteristica oscura è solo una delle tante all'interno della ionosfera. Il nastro scuro che ondeggia intorno al centro orizzontale dell'immagine, avvolgendo il pianeta da sinistra a destra, rivela la posizione dell'equatore magnetico di Giove. A destra dell'immagine, sopra e sotto il nastro scuro, ci sono due regioni molto oscure, uno più grande a nord e un piccolo cerchio a sud. Non siamo completamente sicuri di quali siano queste caratteristiche, ma quando la sonda spaziale Juno misurò i campi magnetici in queste regioni, hanno dimostrato di essere altamente anomali - forse queste regioni sono simili all'anomalia magnetica dell'Atlantico meridionale sulla Terra. Credito:Università di Leicester
La scoperta di un nastro scuro di deboli emissioni di ioni idrogeno che circonda Giove ha ribaltato il pensiero precedente sull'equatore magnetico del pianeta gigante.
Un team internazionale di scienziati guidati dall'Università di Leicester ha identificato il nastro indebolito delle emissioni di H3+ vicino all'equatore giovigrafico utilizzando lo strumento NSFCam presso l'InfraRed Telescope Facility della NASA, la prima evidenza di un'interazione ionosferica localizzata con il campo magnetico di Giove.
Lo studio è pubblicato online da Astronomia della natura oggi (23 luglio).
Nel passato, gli studi sulla ionosfera di Giove si sono concentrati quasi esclusivamente sui poli del pianeta, guardando le aurore. Queste osservazioni hanno visto la maggior parte della ionosfera di Giove come relativamente liscia e poco interessante.
Quest'ultimo studio ha aperto all'indagine l'intera ionosfera e suggerisce che la ionosfera di Giove è tanto complessa quanto le nostre osservazioni sono in grado di misurare con livelli di dettagli ancora da rivelare. Dimostra anche che, nonostante le differenze nelle dimensioni e nella struttura, sia la Terra che Giove hanno un nastro localizzato simile che si snoda attorno all'equatore magnetico del pianeta.
La ionosfera è la parte ionizzata dell'atmosfera superiore di Giove. Qui, le collisioni tra fotoelettroni e H2 sono una fonte significativa di ioni H3+.
La stessa mappa di luminosità H3+ di redmap.jpg. Però, qui, abbiamo sovrapposto tre diverse misurazioni dell'equatore magnetico di Giove. Il primo, in blu (con i trattini più larghi), è la migliore stima passata di quello che si pensava fosse l'equatore usando la luce ultravioletta; il secondo, in rosso e giallo (con trattini medi) è la posizione del nastro scuro visto in questa mappa; la terza è la nuova misurazione dell'equatore magnetico recentemente misurata dalla sonda spaziale Juno. Questa misurazione magnetica mostra quanto il nastro scuro segua da vicino l'equatore magnetico di Giove. Credito:Università di Leicester
Una spiegazione per il nastro scuro è che poiché gli elettroni viaggiano preferenzialmente lungo le linee del campo magnetico, questi fotoelettroni vengono deviati a latitudini più elevate dall'equatore magnetico mentre si spostano a quote più basse, lasciandosi alle spalle il nastro della ridotta produzione di H3+.
Dati recenti della sonda spaziale Juno della NASA supportano la teoria che questo nastro sia una firma per l'equatore magnetico di Giove.
L'autore principale Dr. Tom Stallard, Professore Associato di Astronomia Planetaria presso l'Università di Leicester, ha detto:"La prima volta che abbiamo visto il nastro scuro serpeggiare intorno a Giove nei nostri dati, eravamo sicuri di vedere qualcosa di speciale su Giove. Il risultato è stato così sorprendente e tuttavia chiaro, ci ha colti tutti di sorpresa, e abbiamo fortemente sospettato e ipotizzato che la caratteristica fosse causata dall'equatore magnetico di Giove.
"E' stato un grande sollievo per noi che pochi mesi prima della pubblicazione del nostro articolo, il primo modello magnetico di Giove fosse stato rilasciato dalla navicella spaziale Juno, fornendo una visione senza precedenti del campo magnetico equatoriale di Giove, e l'equatore magnetico misurato si allineava quasi esattamente con il nostro nastro scuro di emissione.
"Le nostre osservazioni, insieme alle recenti misurazioni della sonda spaziale Juno, ci hanno sorpreso. Alcune delle regioni aurorali di Giove erano molto complesse, e così tanti modelli precedenti prevedevano un equatore magnetico molto complesso da abbinare a questo, ma l'equatore magnetico ha in realtà una forma molto più simile a quella della Terra.
"Gli scienziati che lavorano con Giunone hanno suggerito che ciò potrebbe indicare che le complesse distorsioni nel campo magnetico di Giove possono verificarsi a profondità relativamente basse nel pianeta. Le nostre misurazioni supportano anche questo, perché anche se l'equatore è sorprendentemente semplice, vediamo molta complessità nella ionosfera tra l'equatore e il polo. Ciò suggerisce che il campo magnetico di Giove in queste regioni è molto più complesso di quello della Terra. Suggerisce inoltre che, poiché Giunone effettua osservazioni a risoluzione più elevata, continuerà a rivelare una complessità di scala ancora più fine."
Gli scienziati hanno usato 13, 501 immagini di emissioni di H3+ scattate in 48 notti tra il 1995 e il 2000. Questo aiuta a rivelare il tasso di cambiamento nel complesso campo magnetico di media latitudine di Giove e fornisce informazioni su ciò che accade nelle profondità di Giove. Suggerisce anche che la posizione dell'equatore magnetico di Giove è rimasta stabile negli ultimi 15 anni che separano queste due misurazioni indipendenti.
Le osservazioni hanno identificato una serie di altre regioni scure localizzate, compresa l'area identificata lo scorso anno come Great Cold Spot dallo stesso team di scienziati. Si pensa anche che il Grande Punto Freddo sia causato dagli effetti del campo magnetico del pianeta, con le sue spettacolari aurore polari che trasportano energia nell'atmosfera sotto forma di calore che scorre intorno al pianeta e crea una regione di raffreddamento nella termosfera.
