un, Le proiezioni ortografiche delle incertezze di temperatura sono tutte inferiori al 5%. Lunghe linee tratteggiate in bianco e nero mostrano l'ovale aurorale principale di Giove, brevi linee tratteggiate in bianco e nero corrispondono all'impronta magnetica di Io, e la singola linea spessa nera corrisponde all'impronta magnetica di Amaltea (come descritto nel testo principale). Un globo visibile di Giove generato al computer basato sulle immagini del telescopio spaziale Hubble è mostrato sotto la proiezione della temperatura H3+. Credito immagine:NASA Goddard Space Flight Center e Space Telescope Science Institute. Nota che Giove è inclinato in modo diverso in ogni data per rivelare caratteristiche diverse. Le linee della griglia di longitudine e latitudine mostrate sono distanziate con incrementi di 60° e 10°, rispettivamente. I percentili di incertezza mediana (e massima) sono 2,2% (5%) per il 14 aprile 2016 e 1,6% (5%) per il 25 gennaio 2017. b, Temperature mediane gioviane H3+ trovate per ogni latitudine su tutte le longitudini. Le barre di errore sono 1σ e indicano la variazione di temperatura su tutte le longitudini. I Metodi descrivono il processo di mappatura, e la tabella dati estesi 1 mostra le dimensioni dei contenitori spaziali che sono state utilizzate in ciascuna proiezione. Credito:Università di Leicester
Nuova ricerca pubblicata su Natura ha rivelato la soluzione alla "crisi energetica" di Giove, che ha sconcertato gli astronomi per decenni.
Gli scienziati spaziali dell'Università di Leicester hanno lavorato con i colleghi dell'Agenzia spaziale giapponese (JAXA), Università di Boston, Il Goddard Space Flight Center della NASA e il National Institute of Information and Communications Technology (NICT) per rivelare il meccanismo alla base del riscaldamento atmosferico di Giove.
Ora, utilizzando i dati dell'Osservatorio Keck alle Hawaii, gli astronomi hanno creato la mappa più dettagliata ma globale dell'alta atmosfera del gigante gassoso, confermando per la prima volta che le potenti aurore di Giove sono responsabili del riscaldamento dell'intero pianeta.
Il Dr. James O'Donoghue è ricercatore presso JAXA e ha completato il suo dottorato di ricerca. a Leicester, ed è l'autore principale del documento di ricerca. Egli ha detto:
"Abbiamo iniziato a provare a creare una mappa termica globale dell'atmosfera più alta di Giove all'Università di Leicester. Il segnale non era abbastanza luminoso da rivelare qualcosa al di fuori delle regioni polari di Giove in quel momento, ma con le lezioni apprese da quel lavoro siamo riusciti a guadagnare tempo su uno dei più grandi, telescopi più competitivi sulla Terra alcuni anni dopo.
"Utilizzando il telescopio Keck abbiamo prodotto mappe di temperatura di dettagli straordinari. Abbiamo scoperto che le temperature iniziano molto alte all'interno dell'aurora, come previsto dal lavoro precedente, ma ora possiamo osservare che l'aurora di Giove, pur occupando meno del 10% della superficie del pianeta, sembra che scaldi il tutto.
"Questa ricerca è iniziata a Leicester e portata avanti alla Boston University e alla NASA prima di terminare alla JAXA in Giappone. Collaboratori di ogni continente che lavorano insieme hanno reso questo studio di successo, combinato con i dati della sonda spaziale Juno della NASA in orbita attorno a Giove e della navicella spaziale Hisaki della JAXA, un osservatorio nello spazio."
Il Dr. Tom Stallard e il Dr. Henrik Melin fanno entrambi parte della Scuola di Fisica e Astronomia dell'Università di Leicester. Il dottor Stallard ha aggiunto:
"C'è un enigma di lunga data nella sottile atmosfera in cima a ogni pianeta gigante all'interno del nostro sistema solare. Con ogni missione spaziale di Giove, insieme alle osservazioni a terra, negli ultimi 50 anni, abbiamo costantemente misurato le temperature equatoriali come troppo calde.
"Questa 'crisi energetica' è stata un problema di vecchia data:i modelli non riescono a modellare correttamente il modo in cui il calore fluisce dall'aurora? o c'è qualche altra fonte di calore sconosciuta vicino all'equatore?
Giove è mostrato in luce visibile per il contesto sotto un'impressione artistica del bagliore infrarosso dell'atmosfera superiore gioviana. La luminosità di questo strato superiore dell'atmosfera corrisponde alle temperature, dal caldo al freddo, in questo ordine:bianco, giallo, rosso vivo e infine, rosso scuro. Le aurore sono le regioni più calde e l'immagine mostra come il calore possa essere trasportato dai venti lontano dall'aurora e causare un riscaldamento globale. Credito:J. O'Donoghue (JAXA)/Hubble/NASA/ESA/A. Simone/J. Schmidt
"Questo documento descrive come abbiamo mappato questa regione con dettagli senza precedenti e abbiamo dimostrato che, a Giove, il riscaldamento equatoriale è direttamente associato al riscaldamento aurorale."
Le aurore si verificano quando particelle cariche vengono catturate nel campo magnetico di un pianeta. Questi spiraleggiano lungo le linee di campo verso i poli magnetici del pianeta, colpire atomi e molecole nell'atmosfera per rilasciare luce ed energia.
Sulla terra, questo porta al caratteristico spettacolo di luci che forma l'aurora boreale e l'australis. A Giove, la materia che vomita dalla sua luna vulcanica, io, porta all'aurora più potente del Sistema Solare e a un enorme riscaldamento nelle regioni polari del pianeta.
Sebbene le aurore gioviane siano state a lungo un ottimo candidato per il riscaldamento dell'atmosfera del pianeta, osservazioni non sono state in precedenza in grado di confermare o smentire questo fino ad ora.
Le mappe precedenti della temperatura atmosferica superiore sono state formate utilizzando immagini costituite da pochi pixel. Questa non è una risoluzione sufficiente per vedere come la temperatura potrebbe essere cambiata in tutto il pianeta, fornendo pochi indizi sull'origine del calore extra.
I ricercatori hanno creato cinque mappe della temperatura atmosferica a diverse risoluzioni spaziali, con la mappa a più alta risoluzione che mostra una misurazione della temperatura media per i quadrati di due gradi di longitudine 'alta' per due gradi di latitudine 'larga'.
La squadra ha setacciato più di 10, 000 punti dati individuali, mappare solo i punti con un'incertezza inferiore al cinque per cento.
I modelli delle atmosfere dei giganti gassosi suggeriscono che funzionano come un gigantesco frigorifero, con energia termica prelevata dall'equatore verso il polo, e depositato nella bassa atmosfera in queste regioni polari.
Queste nuove scoperte suggeriscono che le aurore in rapida evoluzione possono guidare onde di energia contro questo flusso verso il polo, permettendo al calore di raggiungere l'equatore.
Le osservazioni hanno anche mostrato una regione di riscaldamento localizzato nella regione subaurorale che potrebbe essere interpretata come un'ondata di calore limitata che si propaga verso l'equatore, che potrebbe essere interpretato come prova del processo che guida il trasferimento di calore.
La ricerca planetaria presso l'Università di Leicester abbraccia l'ampiezza del sistema gioviano, dalla magnetosfera e dall'atmosfera del pianeta, alla sua variegata collezione di satelliti.
