Il telescopio James Webb ha ottenuto una “tomografia” veramente spaziale del pianeta Giove!
Sembra non finiscano le possibilità esplorative del telescopio spaziale James Webb. Dopo aver mostrato le sue capacità eccezionali di “imaging” nell’infrarosso, ora è stata la volta di mostrare le sue capacità di “tomografia” infrarossa. Il paziente analizzato è Giove, di cui James Webb ha prodotto un’incredibile tomografia della sua atmosfera.
Giove, il gigante gassoso del nostro Sistema Solare, è stato oggetto di osservazione con telescopi a partire dai tempi di Galileo. Con il suo cannocchiale, che montava una lente di appena 2 centimetri e mezzo di diametro, Galileo era riuscito a scoprire l’esistenza dei suoi 4 più grandi satelliti naturali, e cioè Io, Europa, Ganimede e Callisto (detti appunto "satelliti galileiani").
Da allora, l’osservazione di Giove è stata ininterrotta, con tutta una varietà di telescopi, sia da Terra che dallo spazio, di strumenti, di tecniche, e in tutto lo spettro elettromagnetico, dal radio all’X.
Nonostante gli oltre 400 anni di storia osservativa di Giove, si continuano a vedere di questo pianeta cose mai viste.
La tomografia dell’atmosfera gioviana
Con il termine tomografia si intende una tecnica diagnostica per immagini grazie alla quale è possibile analizzare strati a diversa profondità di un oggetto. In medicina viene utilizzata per analizzare il corpo umano o suoi tessuti, ma la tecnica è applicata anche in altri ambiti scientifici.
Recentemente, il telescopio spaziale James Webb è stato utilizzato per effettuare una sorta di tomografia dell'atmosfera di Giove. Come risultato, sono state osservate proprietà dell'alta atmosfera mai viste prima.
Il telescopio è stato recentemente puntato verso Giove ed è stato osservato con la camera NIRCam. Questa è riuscita a osservare dell’atmosfera del pianeta a partire dagli strati più alti. Per utilizzare un’analogia con il caso terrestre, è come se fosse riuscito a osservare a partire dalla stratosfera.
Nella parte più alta dell’atmosfera di Giove, al di sopra della fascia equatoriale, è stata scoperta l'esistenza di una corrente a getto (chiamata in inglese jet stream) ad alta velocità estesa per quasi 5000 km.
Anche nella nostra atmosfera esistono le correnti a getto; ne esiste una polare ed una sub-tropicale.
La scoperta di questa corrente, mai prima osservata, è rilevante poiché fornisce preziose informazioni per capire meglio la complessa dinamica dell’atmosfera turbolenta del gigante gassoso.
Un zoom sull'immagine presa dal James Webb
E' noto come una caratteristica dell'atmosfera di Giove sia la sua stratificazione, cioè una struttura formata da una successione di diversi strati a quote diverse. Mai si era riusciti ad osservare gli strati più alti.
Guardando l’immagine prodotta dal telescopio e presentata nella copertina dell'articolo, si notano regioni di diversa brillantezza. Le regioni più chiare e brillanti indicano gli strati atmosferici più alti, esattamente quelli in cui è posizionata la corrente a getto equatoriale. Le regioni di colore più scuro indicano gli strati a quote più basse.
Le macchie e le striature bianche indicano le cime di enormi sistemi nuvolosi che, sempre per utilizzare un’analogia col caso terrestre, potremmo paragonare alla parte superiore dei cumulonembi, quella parte che assume la forma classica di incudine.
Nell'immagine sono presenti anche due aurore polari, le strisce di colore rosso, presenti sia al polo nord (aurore boreali) che al polo sud (aurore australi).
Le fasce scure invece indicano regioni con scarsa copertura nuvolosa su cui è ben visibile la famosa macchia rossa (chiara in questo caso) caratterizzata da un vortice con venti al di sopra dei 600 km/h.
Le osservazioni sono state fatte con tre diversi filtri nel vicino infrarosso a lunghezze d’onda intorno ai 2 micron. Le immagini monocromatiche nei tre filtri sono state successivamente elaborate in modo da produrre un'immagine a colori che mettesse in risalto la struttura articolata dell'atmosfera. A queste lunghezze d'onda è possibile osservare l’atmosfera di Giove a quote tra i 20 e i 35 km al di sopra dei sistemi nuvolosi. A queste quote sono state osservate aree in cui la velocità del vento cambia rapidamente sia con l’altezza che con la latitudine.
Le osservazioni del telescopio sono state molteplici ed effettuare a distanza di 10 ore le une dalle altre (10 ore è il periodo di rotazione di Giove) in modo da studiare come la corrente a getto e il suo effetto sul sistema di copertura nuvolosa del pianeta evolvesse nel tempo.