Utilizzando l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), in cui l'Osservatorio europeo meridionale (ESO) è partner, un team di astronomi ha misurato direttamente i venti nell'atmosfera centrale di Giove per la prima volta. Analizzando le conseguenze di una collisione cometaria negli anni '90, i ricercatori hanno rivelato venti incredibilmente potenti, con velocità fino a 1450 chilometri orari, vicino ai poli di Giove. Potrebbero rappresentare ciò che il team ha descritto come "una bestia meteorologica unica nel nostro sistema solare".

Giove è famoso per le sue distintive bande rosse e bianche, vorticose nuvole di gas in movimento che gli astronomi usano tradizionalmente per seguire i venti nella bassa atmosfera di Giove. Gli astronomi hanno anche visto, vicino ai poli di Giove, i vividi bagliori conosciuti come aurore, che sembrano essere associati a forti venti nell'alta atmosfera del pianeta. Ma fino ad ora, i ricercatori non erano mai stati in grado di misurare direttamente i modelli del vento tra questi due strati atmosferici, nella stratosfera.

Misurare la velocità del vento nella stratosfera di Giove utilizzando tecniche di tracciamento delle nuvole è impossibile a causa dell'assenza di nuvole in questa parte dell'atmosfera. Però, agli astronomi è stato fornito un ausilio di misurazione alternativo sotto forma di cometa Shoemaker-Levy 9 , che si è scontrato con il gigante gassoso in modo spettacolare nel 1994. Questo impatto ha prodotto nuove molecole nella stratosfera di Giove, dove si sono mossi con i venti da allora.

Un team di astronomi, guidato da Thibault Cavalié del Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux in Francia, ora hanno tracciato una di queste molecole, il cianuro di idrogeno, per misurare direttamente i getti stratosferici su Giove. Gli scienziati usano la parola "jet" per riferirsi a strette bande di vento nell'atmosfera, come le correnti a getto della Terra.

"Il risultato più spettacolare è la presenza di forti getti, con velocità fino a 400 metri al secondo, che si trovano sotto le aurore vicino ai poli, " dice Cavalié. Queste velocità del vento, equivalente a circa 1450 chilometri orari, sono più del doppio delle velocità massime delle tempeste raggiunte nella Grande Macchia Rossa di Giove e oltre tre volte la velocità del vento misurata sui tornado più forti della Terra.

"Il nostro rilevamento indica che questi getti potrebbero comportarsi come un vortice gigante con un diametro fino a quattro volte quello della Terra, e circa 900 chilometri di altezza, " spiega il coautore Bilal Benmahi, anche del Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux. "Un vortice di queste dimensioni sarebbe una bestia meteorologica unica nel nostro sistema solare, ", aggiunge Cavaliè.

Gli astronomi erano a conoscenza di forti venti vicino ai poli di Giove, ma molto più in alto nell'atmosfera, centinaia di chilometri sopra l'area di interesse del nuovo studio, che viene pubblicato oggi in Astronomia e astrofisica . Studi precedenti avevano previsto che questi venti dell'alta atmosfera sarebbero diminuiti di velocità e sarebbero scomparsi ben prima di raggiungere la profondità della stratosfera. "I nuovi dati ALMA ci dicono il contrario, "dice Cavaliè, aggiungendo che trovare questi forti venti stratosferici vicino ai poli di Giove è stata una "vera sorpresa".

Il team ha utilizzato 42 delle 66 antenne ad alta precisione di ALMA, situato nel deserto di Atacama nel nord del Cile, per analizzare le molecole di acido cianidrico che si sono mosse nella stratosfera di Giove dall'impatto di Shoemaker-Levy 9. I dati di ALMA hanno permesso loro di misurare lo spostamento Doppler, piccoli cambiamenti nella frequenza della radiazione emessa dalle molecole, causato dal venti in questa regione del pianeta. "Misurando questo spostamento, siamo stati in grado di dedurre la velocità dei venti proprio come si potrebbe dedurre la velocità di un treno in transito dalla variazione della frequenza del fischio del treno, " spiega il coautore dello studio Vincent Hue, uno scienziato planetario presso il Southwest Research Institute negli Stati Uniti.

Oltre ai sorprendenti venti polari, il team ha anche utilizzato ALMA per confermare l'esistenza di forti venti stratosferici intorno all'equatore del pianeta, misurando direttamente la loro velocità, anche per la prima volta. I jet avvistati in questa parte del pianeta hanno una velocità media di circa 600 chilometri orari.

Le osservazioni di ALMA necessarie per tracciare i venti stratosferici sia ai poli che all'equatore di Giove hanno richiesto meno di 30 minuti di tempo del telescopio. "Gli alti livelli di dettaglio che abbiamo raggiunto in questo breve tempo dimostrano davvero la potenza delle osservazioni di ALMA, "dice Thomas Greathouse, uno scienziato del Southwest Research Institute negli Stati Uniti e coautore dello studio. "È sorprendente per me vedere la prima misurazione diretta di questi venti".

"Questi risultati di ALMA aprono una nuova finestra per lo studio delle regioni aurorali di Giove, che era davvero inaspettato solo pochi mesi fa, " dice Cavalié. "Hanno anche posto le basi per misurazioni simili ma più estese che devono essere effettuate dalla missione JUICE e dal suo strumento a onde submillimetriche, " Greathouse aggiunge, riferendosi a JUpiter ICy moons Explorer dell'Agenzia spaziale europea, che dovrebbe essere lanciato nello spazio il prossimo anno.

Questa ricerca è presentata nell'articolo "Prima misurazione diretta dei getti aurorali ed equatoriali nella stratosfera di Giove" pubblicato oggi su Astronomia e astrofisica .