Webb della NASA scopre una nuova caratteristica nell’atmosfera di Giove

Il telescopio spaziale James Webb della NASA ha scoperto una nuova caratteristica mai vista prima nell’atmosfera di Giove. La corrente a getto ad alta velocità, che si estende per oltre 3.000 miglia (4.800 chilometri), si trova sopra l’equatore di Giove, sopra i principali strati nuvolosi. La scoperta di questo getto sta fornendo informazioni su come gli strati della famosa atmosfera turbolenta di Giove interagiscono tra loro e su come Webb sia l’unico in grado di tracciare quelle caratteristiche.

Immagine: Veduta di Giove da parte di Webb

Giove domina lo sfondo nero dello spazio.  L'immagine è composita e mostra Giove con colori potenziati, con la famosa Grande Macchia Rossa del pianeta, che appare bianca con bordi rosa chiaro attorno.  Il pianeta è striato da strisce orizzontali vorticose di verde, pervinca, rosa chiaro e crema.  Orizzontalmente lungo l'equatore c'è un'ampia fascia color crema, la cui altezza si estende per circa 1/7 del pianeta.  Questa è la zona equatoriale del pianeta.  Le strisce sul pianeta interagiscono e si mescolano ai loro bordi.  Lungo entrambi i poli settentrionale e meridionale, il pianeta brilla di verde.  Le aurore rosse luminose brillano appena sopra la superficie del pianeta su entrambi i poli.
Questa immagine di Giove ottenuta dalla NIRCam (Near-Infrared Camera) del telescopio spaziale James Webb della NASA mostra dettagli sorprendenti del maestoso pianeta nella luce infrarossa. In questa immagine, la luminosità indica alta quota. Le numerose “macchie” e “striature” bianche luminose sono probabilmente le cime delle nuvole ad altitudini molto elevate di tempeste convettive condensate. Le aurore, che appaiono in rosso in questa immagine, si estendono ad altitudini più elevate sopra entrambi i poli settentrionale e meridionale del pianeta. Al contrario, i nastri scuri a nord della regione equatoriale hanno poca copertura nuvolosa.
Immagine: NASA, ESA, CSA, STScI, R. Hueso (Università dei Paesi Baschi), I. de Pater (Università della California, Berkeley), T. Fouchet (Osservatorio di Parigi), L. Fletcher (Università di Leicester) , M. Wong (Università della California, Berkeley), J. DePasquale (STScI)

“Questo è qualcosa che ci ha totalmente sorpreso”, ha detto Ricardo Hueso dell’Università dei Paesi Baschi a Bilbao, in Spagna, autore principale dell’articolo che descrive i risultati. “Ciò che abbiamo sempre visto come foschie sfocate nell’atmosfera di Giove ora appaiono come caratteristiche nitide che possiamo seguire insieme alla rapida rotazione del pianeta”.

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Il gruppo di ricerca ha analizzato i dati della NIRCam (Near-Infrared Camera) di Webb catturati nel luglio 2022 . Il programma Early Release Science – guidato congiuntamente da Imke de Pater dell’Università della California, Berkeley e Thierry Fouchet dell’Osservatorio di Parigi – è stato progettato per scattare immagini di Giove a 10 ore di distanza, o in un giorno gioviano, in quattro diversi filtri, ciascuno in grado di rilevare cambiamenti in piccole caratteristiche a diverse altitudini dell’atmosfera di Giove.

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“Anche se vari telescopi terrestri, veicoli spaziali come Juno e Cassini della NASA e il telescopio spaziale Hubble della NASA hanno osservato i cambiamenti meteorologici del sistema gioviano, Webb ha già fornito nuove scoperte sugli anelli di Giove, sui satelliti e sulla sua atmosfera”, ha osservato de Pater. .

Sebbene Giove sia diverso dalla Terra in molti modi – Giove è un gigante gassoso, la Terra è un mondo roccioso e temperato – entrambi i pianeti hanno atmosfere stratificate. Le lunghezze d’onda della luce infrarossa, visibile, radio e ultravioletta osservate da queste altre missioni rilevano gli strati più bassi e profondi dell’atmosfera del pianeta, dove risiedono gigantesche tempeste e nubi di ghiaccio di ammoniaca.

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Immagine: Jet Stream equatoriale di Giove

L'infografica mostra l'immagine di Giove di Webb a sinistra.  Il pianeta è striato da strisce orizzontali vorticose di turchese neon, pervinca e crema.  Sotto il pianeta, sono elencati i filtri NIRCam e i rispettivi colori assegnati: F164N in blu, F212N in verde e F360M in rosso.  Sul lato destro dell'infografica sono presenti 8 immagini separate.  Due di queste immagini sono orizzontali e coprono l'intera metà destra dell'infografica.  L'immagine orizzontale in alto è etichettata F212N 10:52 UT e quella in basso è etichettata F212N 20:55 UT.  Sono estratti ingranditi di una sezione dell'equatore di Giove, delineati in un riquadro bianco sull'immagine del pianeta a sinistra.  Entrambe queste immagini sono bianche e grigie con sottili nuvole orizzontali.  Ci sono 6 riquadri più piccoli tra le due immagini orizzontali: 3 file da 2. La prima colonna dei riquadri è delineata in arancione, la seconda colonna viola e la terza gialla.  Ciascuna delle immagini più piccole corrisponde a riquadri arancioni, viola e gialli posizionati lungo le immagini orizzontali.
Questa immagine di Giove ottenuta dalla NIRCam (Near-Infrared Camera) del telescopio spaziale James Webb della NASA mostra dettagli sorprendenti del maestoso pianeta nella luce infrarossa. In questa immagine, la luminosità indica alta quota. Le numerose “macchie” e “striature” bianche luminose sono probabilmente le cime delle nuvole ad altitudini molto elevate di tempeste convettive condensate. Le aurore, che appaiono in rosso in questa immagine, si estendono ad altitudini più elevate sopra entrambi i poli settentrionale e meridionale del pianeta. Al contrario, i nastri scuri a nord della regione equatoriale hanno poca copertura nuvolosa. Nelle immagini di Giove scattate da Webb nel luglio 2022, i ricercatori hanno recentemente scoperto una stretta corrente a getto che viaggia a 320 miglia all’ora (515 chilometri all’ora) sopra l’equatore di Giove, sopra i principali strati nuvolosi.
Immagine: NASA, ESA, CSA, STScI, R. Hueso (Università dei Paesi Baschi), I. de Pater (Università della California, Berkeley), T. Fouchet (Osservatorio di Parigi), L. Fletcher (Università di Leicester) , M. Wong (Università della California, Berkeley), J. DePasquale (STScI)

D’altra parte, lo sguardo di Webb più lontano nel vicino infrarosso rispetto a prima è sensibile agli strati più alti dell’atmosfera, a circa 15-30 miglia (25-50 chilometri) sopra le cime delle nuvole di Giove. Nell’imaging nel vicino infrarosso, le foschie ad alta quota appaiono tipicamente sfocate, con una maggiore luminosità sulla regione equatoriale. Con Webb, i dettagli più fini vengono risolti all’interno della banda luminosa e nebulosa.

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La corrente a getto appena scoperta viaggia a circa 320 miglia orarie (515 chilometri orari), il doppio dei venti sostenuti di un uragano di categoria 5 qui sulla Terra. Si trova a circa 25 miglia (40 chilometri) sopra le nuvole, nella bassa stratosfera di Giove .

Confrontando i venti osservati da Webb ad alta quota con i venti osservati negli strati più profondi da Hubble, il team ha potuto misurare la velocità con cui i venti cambiano con l’altitudine e generare wind shears.

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Immagine: Venti di Giove

Una porzione del grafico che mostra la velocità del vento su Giove a diverse altitudini.  La parte di questo grafico mostra le estremità di tre frecce che attraversano il grafico da sinistra a destra.  La freccia più in alto (colorata in azzurro cielo) si estende all'estrema destra fino a circa 3/4 del grafico, la freccia centrale (colorata in pervinca) si estende fino a poco meno della metà del grafico e la freccia in basso (colorata in grigio chiaro) si estende per circa 1/4 della grafica.  Sotto ciascuna freccia si estende un cono dello stesso colore per indicare il margine di errore +/-.  C'è l'immagine di Giove di Webb sullo sfondo del grafico.
I ricercatori che utilizzano la NIRCam (Near-Infrared Camera) del James Webb Space Telescope della NASA hanno scoperto un flusso di getti ad alta velocità che si trova sopra l’equatore di Giove, sopra i principali strati nuvolosi. Ad una lunghezza d’onda di 2,12 micron, che osserva ad altitudini di circa 12-21 miglia (20-35 chilometri) sopra le cime delle nuvole di Giove, i ricercatori hanno individuato diversi wind shears, o aree in cui la velocità del vento cambia con l’altezza o con la distanza, che ha permesso loro di seguire il getto. Questa immagine evidenzia molte delle caratteristiche attorno alla zona equatoriale di Giove che, tra una rotazione del pianeta (10 ore), sono molto chiaramente disturbate dal movimento della corrente a getto.
Immagine: NASA, ESA, CSA, STScI, Immagine: NASA, ESA, CSA, STScI, R. Hueso (Università dei Paesi Baschi), I. de Pater (Università della California, Berkeley), T. Fouchet (Osservatorio di Parigi ), L. Fletcher (Università di Leicester), M. Wong (Università della California, Berkeley), A. James (STScI)

Mentre la straordinaria risoluzione e la copertura della lunghezza d’onda di Webb hanno consentito il rilevamento di piccole strutture nuvolose utilizzate per tracciare il getto , le osservazioni complementari di Hubble effettuate un giorno dopo le osservazioni di Webb sono state cruciali anche per determinare lo stato base dell’atmosfera equatoriale di Giove e osservare lo sviluppo di tempeste convettive nell’equatore di Giove non collegate al getto.  

“Sapevamo che le diverse lunghezze d’onda di Webb e Hubble avrebbero rivelato la struttura tridimensionale delle nuvole temporalesche, ma siamo stati anche in grado di utilizzare la tempistica dei dati per vedere quanto rapidamente si sviluppano le tempeste”, ha aggiunto Michael Wong, membro del team dell’Università di New York. California, Berkeley, che ha condotto le relative osservazioni di Hubble .

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I ricercatori attendono con ansia ulteriori osservazioni di Giove con Webb per determinare se la velocità e l’altitudine del getto cambiano nel tempo.

Immagine: ingrandisci la vista di Giove di Webb

Giove domina lo sfondo nero dello spazio.  L'immagine è composita e mostra Giove con colori potenziati, con la famosa Grande Macchia Rossa del pianeta, che appare bianca con bordi rosa chiaro attorno.  Il pianeta è striato da strisce orizzontali vorticose di verde, pervinca, rosa chiaro e crema.  Orizzontalmente lungo l'equatore c'è un'ampia fascia color crema, la cui altezza si estende per circa 1/7 del pianeta.  Questa è la zona equatoriale del pianeta.  Le strisce sul pianeta interagiscono e si mescolano ai loro bordi.  Lungo entrambi i poli settentrionale e meridionale, il pianeta brilla di verde.  Le aurore rosse luminose brillano appena sopra la superficie del pianeta su entrambi i poli.
Una vista ingrandita dell’immagine di Giove di Webb.
Immagine: NASA, ESA, CSA, STScI, R. Hueso (Università dei Paesi Baschi), I. de Pater (Università della California, Berkeley), T. Fouchet (Osservatorio di Parigi), L. Fletcher (Università di Leicester) , M. Wong (Università della California, Berkeley), J. DePasquale (STScI)

“Giove ha uno schema complicato ma ripetibile di venti e temperature nella sua stratosfera equatoriale, molto al di sopra dei venti tra le nuvole e delle foschie misurate a queste lunghezze d’onda”, ha spiegato il membro del team Leigh Fletcher dell’Università di Leicester nel Regno Unito. “Se la forza di questo nuovo getto è collegata a questo modello stratosferico oscillante, potremmo aspettarci che il getto vari considerevolmente nei prossimi 2 o 4 anni – sarà davvero emozionante testare questa teoria negli anni a venire”.

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“È sorprendente per me che, dopo anni passati a monitorare le nuvole e i venti di Giove da numerosi osservatori, abbiamo ancora molto da imparare su Giove e che caratteristiche come questo getto possano rimanere nascoste alla vista fino a quando queste nuove immagini NIRCam non saranno scattate nel 2022”, ha continuato Fletcher.

risultati dei ricercatori sono stati recentemente pubblicati su Nature Astronomy. Il James Webb Space Telescope è il principale osservatorio di scienze spaziali del mondo. Webb sta risolvendo i misteri del nostro sistema solare, guardando oltre, verso mondi lontani attorno ad altre stelle, e sondando le misteriose strutture e origini del nostro universo e il nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, l’ESA (Agenzia spaziale europea) e l’Agenzia spaziale canadese.

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Fonte: https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-discovers-new-feature-in-jupiters-atmosphere/

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