Mentre gli oceani della Terra, pari a 139 milioni di miglia quadrate, coprono una profondità di circa 12.000 piedi (poco più di due miglia), la massa d’acqua più grande del sistema solare non appartiene al nostro pianeta ma al gigante gassoso Giove. Il suo "oceano" è un vasto strato di idrogeno metallico liquido, uno stato della materia che emerge sotto pressione e temperatura estreme.
Giove è composto principalmente da idrogeno ed elio, simile al Sole. Tuttavia, le condizioni al suo interno differiscono notevolmente. A circa 8.000 miglia sotto la sommità delle nuvole visibili, le temperature e le pressioni raggiungono l’intervallo in cui l’idrogeno diventa un fluido supercritico, comportandosi sia come liquido che come gas. Ancora più in profondità, la pressione schiacciante costringe gli elettroni a liberarsi dai loro nuclei atomici, creando un liquido conduttivo simile a quello metallico:l'idrogeno metallico liquido (LMH).
L'LMH non è un metallo tradizionale, ma l'ambiente estremo gli conferisce una conduttività elettrica paragonabile al rame fuso. Questa transizione di fase è essenziale per generare il potente campo magnetico di Giove, che si estende per milioni di miglia nello spazio e modella le cinture di radiazione del pianeta.
Anche se le dimensioni esatte sono ancora in fase di studio, le stime suggeriscono che lo strato LMH si estende per decine di migliaia di chilometri in profondità, estendendosi potenzialmente da metà strada al centro del pianeta fino al nucleo stesso. Per fare un confronto, la perforazione del nucleo terrestre richiederebbe un pozzo di 2.000 miglia; L'oceano metallico di idrogeno di Giove avvolgerebbe il nostro intero pianeta e la sua atmosfera più volte.
Lo stesso principio quantomeccanico che impedisce alle stelle di neutroni di collassare – la pressione di degenerazione – supporta anche lo strato LMH di Giove. Secondo il principio di esclusione di Pauli, gli elettroni non possono occupare lo stesso stato energetico, creando una pressione che resiste ad ulteriore compressione una volta che i legami dell’idrogeno si rompono. Questa pressione bilancia le immense forze che agiscono sul gigante gassoso, permettendo all'oceano metallico di persistere.
La navicella spaziale Juno della NASA, lanciata nel 2011, ha mappato il campo magnetico di Giove e ha fornito dati che supportano questi risultati. Nel frattempo, la missione Europa Clipper, il cui lancio è previsto per il 2024, indagherà se altre lune ghiacciate ospitano acqua liquida, sottolineando la posizione unica di Giove come laboratorio per la fisica estrema.
La prossima volta che guarderai le immagini delle bande vorticose di Giove e dell'iconica Grande Macchia Rossa, ricorda che sotto i colorati strati di nuvole si trova uno straordinario oceano di metallo liquido, un oceano che guida la magnetosfera del pianeta e sfida la nostra comprensione della fisica planetaria.
