Giove, il gigante del Sistema Solare
Composto principalmente da idrogeno per il 90%, ed elio per il 10%, ma anche di metano ed ammoniaca, il pianeta non possiede una superficie solida a parte il suo piccolo nucleo; per questo motivo il suo periodo di rotazione varia con la latitudine, ed è 5 minuti più rapido all’equatore che ai poli.
Giove compie una rotazione su se stesso in sole 9,84 ore, per cui l’elevata velocità del corpo, unita all’enorme massa e alla sua composizione gassosa, fanno si che il globo del pianeta mostri un notevole schiacciamento polare, poichè le regioni equatoriali risentono di un’elevata forza centrifuga.
Il vento solare e le particelle cariche nella magnetosfera danno origine ad aurore simili a quelle che si verificano sulla Terra, che però si estendono sull’intera superficie del pianeta. Sotto una coltre ben visibile di nubi, vi è un’atmosfera spessa circa 1000 Km, e successivamente si nasconde un profondo oceano di idrogeno molecolare liquido. Ad una profondità di 25000 Km, la pressione è pari a 3 milioni di atmosfere terrestri. La temperatura del pianeta è identica dappertutto: le regioni polari emettono la stessa quantità di calore delle regioni equatoriali. Giove irradia nello spazio circa il doppio del calore che riceve dal Sole.E’considerato una stella mancata; la sua temperatura interna di “soli” 30000°C e la sua pur notevole massa, unita ad un valore di pressione nel nucleo di oltre 100 milioni di atmosfere terrestri, sono comunque insufficienti per innescare le reazioni termonucleari che danno vita alle stelle.
L’atmosfera di Giove
Come risultato della rapida rotazione planetaria, il movimento da N a S dei gas che traboccano dalle zone, viene deviato dalle forti correnti a getto da Est a Ovest, lungo i confini tra fasce e zone. La convezione spinge verso l’alto aria umida e calda, mentre nelle fasce si verifica una discesa di gas freddi e secchi.
Più in dettaglio, le velocità dei venti, misurate rispetto alla massa ruotante del pianeta, variano da 120 m/s per quelli che spirano in direzione ovest-est, a 50 km/s per quelli che viaggiano in direzione est-ovest. Appena sopra le nubi superficiali, dove la pressione è 5 volte quella sulla superficie terrestre, vi sono altre nubi brune, probabilmente formate da vapore acqueo e altri composti dello zolfo: qui la temperatura è di circa 7°C.Circa 30 km più in alto la temperatura scende a -73 °C e si trovano nubi bruno rossastre di bisolfuro d’ammonio ed altri composti non identificati. Circa 65 km sopra le nubi brune sono sparsi cirri di amminaca a -133 °C. Oltre ancora nella troposfera, a 90 km d’altezza la temperatura ricomincia a salire, ma arrivati a 150 km non supera i -113 °C.
Così, nei punti di contatto tra una banda e l’altra, l’estrema turbolenza tra moti orizzontali e moti verticali può generare delle grosse figure rotatorie che somigliano ai nostri uragani. Queste figure di forma ovale sono molteplici ed in continua evoluzione, si contraggo, si ampliano e spariscono eccetto una….
La grande macchia rossa
Per secoli si è cercato di studiare questo impressionante fenomeno visibile da almeno 300 anni.In molti hanno puntato i loro telescopi per cercare di capire soprattutto il suo moto e la sua colorazione.
A parte qualche breve teoria del passato si è giunti ad un’idea molto precisa: la grande macchia rossa potrebbe essere accostata ad un immenso sistema di alta pressione! Il più grande del sistema solare, essendo estesa per 50000 Km e ben 3 volte la Terra. Un anticiclone in cui i venti ruotano ad oltre 400Km/h, toccando i 500 Km/h!! Nelle ultime osservazioni, questo fenomeno tuttavia sembra essere decisamente più ridotto di un secolo fa, con colori molto meno evidenti. Gli astronomi del futuro potranno studiarla???
Dettagli della sua atmosfera
La Zona Equatoriale. E’ la zona centrale, molto spesso assai chiara, di un bianco quasi puro, quasi mai simmetrica rispetto all’equatore, e di spessore assai variabile. In certe opposizioni pare assumere una colorazione ben definita, scurendosi notevolmente. E’ stato suggerito (Williams) che l’aspetto giallognolo della zona ricorra ogni 12 anni (periodo di rivoluzione del pianeta), accompagnato dallo scurirsi delle bande adiacenti presso il perielio. In realtà risulta difficile stabilire qualunque periodicità in questo tipo di fenomeni, forse correlati ad aumenti improvvisi di attività che interessano tutto il pianeta (“global upheavals”). La zona equatoriale ospita s ovente dettagli complessi,per la maggior parte ad evoluzione rapida, sulla scala di alcuni giorni. Inoltre, presso l’equatore, si osserva la banda equatoriale, formazione evanescente, dalla visibilità fortemente variabile da un’opposizione all’altra, spesso spezzata in segmenti; un filtro blu chiaro (come il Wratten 82A) può aiutare ad identificarla.
La Banda Equatoriale Sud. Solitamente la SEB è suddivisa in due componenti scure separate da una chiara. La componente nord appare spesso la più larga e scura. La SEB è comunque estremamente variabile nell’ aspetto: può essere quasi invisibile così come la banda più evidente del pianeta. Va inoltre soggetta ad outbursts di attività con periodicità incerta: inizialmente non si registra alcuna attività, con una componente sud debole ed una centrale chiara estesa; poi, proprio al centro, appare una macchia ovale chiarissima che inizia a emettere materiale scuro il quale, nell’arco di poche settimane, viene distribuito in direzione est-ovest, lungo la banda, formando intricati dettagli scuri assai contrastati. Molti fatti interessanti sono legati a questi outbursts di attività: nel secolo scorso era la banda equatoriale nord che ne era interessata, mentre la sud formava un sistema di pennacchi verso la banda equatoriale; ora accade il contrario. Inoltre prima del 1943 la periodicità era di circa nove anni, e solo dopo tale data si è stabilizzata in un ciclo di tre anni che, tuttavia, pare nuovamente scomparso dagli anni ’80. Se ciò non bastasse, infine, le macchie chiare da cui si sviluppa inizialmente l’outburst si generano da una longitudine ben definita, scelta tra tre valori ricorrenti. Le tre longitudini in gioco sono riferite al cosiddetto Sistema III, che si basa su un periodo di rotazione di 9h 55m 29.711s ricavato dalle osservazioni radio, e riferentesi presumibilmente alla rotazione del nucleo del pianeta. La scoperta delle cosiddette “sorgenti” dei revival della SEB si deve a E. Reese, astrofilo americano che negli anni ’60 le individuò analizzando i transiti al meridiano centrale delle regioni in cui avvenivano i primi fenomeni di risveglio dell’attività della banda. Tale scoperta è tutt’ora di grande interesse in quanto collega, in modo ancora misterioso, gli eventi atmosferici di Giove con qualcosa di rigido rispetto alla struttura interna del pianeta.
La Macchia Rossa. Ne abbiamo già parlato, ma per i più esigenti ecco qualche particolare in più: è forse la più nota caratteristica gioviana, osservata fin dagli albori dell’astronomia telescopica. Da un anno all’altro muta in estensione, latitudine e colore. E’ stata vista in passato di color rosso mattone cosi’ come rosa salmone, arancione, giallo-grigio.. Quando mostra più chiaramente una tendenza al rosso, può essere evidenziata con un filtro blu (Wratten 80A o 82A) o verde (Wratten 58). A volte però diviene tanto pallida da essere indistinguibile dalla Zona Tropicale Sud; in tal caso la sua posizione può essere determinata dall’osservazione dell’ampia baia che essa scava nella SEB, sempre evidente. Essa è nota in generale, come Red Spot Hollow (RHS). Quando la Macchia Rossa interagisce con dettagli posti al bordo sud della SEB, al bordo nord della STB, o nella STrZ, questi possono venire accelerati o decelerati in modo violento ed imprevedibile.
La Banda Equatoriale Nord. E’una delle più attive; solitamente più sottile e più scura della SEB, la NEB può essere divisa in due o tre componenti, non presenti a tutte le longitudini e non sempre ben definite. L’aspetto più interessante è proprio costituito dalle irregolarità della banda stessa, che “produce” da molti anni una grande quantità di macchie e pennacchi che si protendono nella Zona Equatoriale e che mostrano una colorazione bluastra. Questi possono essere accompagnati da ovali chiari, possono unirsi alla Banda Equatoriale o ripiegarsi verso Nord tornando sulla NEB stessa, in una grande varietà di forme. La loro dinamica non è del tutto spiegata, tuttavia le osservazioni mostrano che alcuni pennacchi (“plumes”) equatoriali sono destinati a durare alcuni anni prima della loro scomparsa. Ciò è stato verificato tramite l’analisi dei transiti al MC nell’arco degli anni, poi tale evidenza osservativa è stata confermata durante i passaggi delle sonde Voyager.
La Zona Tropicale Sud. Zona assai chiara, ma spesso perturbata da complessi ed intricati dettagli, raggruppati in preferenza in un intervallo di longitudine di ampiezza variabile. A questo gruppo di formazioni atmosferiche, dal mutevole aspetto, viene dato il nome di South Tropical Disturbance (spesso indicata con STrD).
La Banda Temperata Sud. La STB può essere una delle bande più evidenti del pianeta, ma la sua intensità è molto variabile .Frequentemente viene perturbata da strutture presenti a quelle latitudini o più a Nord, nella Zona Tropicale Sud. Essa ospita le aree anticicloniche note come White Oval Spots (WOS), formazioni semi-permanenti. La loro “storia” e’ iniziata nel 1939-40, quando furono osservate come aree chiare estese per più di 90 gradi in longitudine, separate da brevi segmenti di STB. Questi segmenti, scuri, vennero contrassegnati battezzandone le estremità con una lettera; i loro nomi divennero dunque: A-B, C-D, E-F. Poi le aree chiare si ridussero e si ovalizzarono, mentre, conseguentemente, i segmenti interposti aumentavano di lunghezza. Le stesse lettere assegnate alle estermità dei segmenti contrassegnavano più convenientemente, a questo punto, le estremità degli ovali chiari; le WOS vennero perciò a chiamarsi B-C, D-E, F-A. Quando una WOS viene a trovarsi nei pressi della Macchia Rossa o della STrZ Disturbance si producono spesso interessanti ed intricati dettagli. Negli anni ’80 le WOS si sono ritirate sotto i 10 gradi di estensione, e la F-A è diventata la più evanescente. A seguito di interazioni successive che hanno provocato la fusione tra loro delle WOS originarie, nel corso del 1999 solo un’unica WOS era visibile. Non è da escludere, comunque, che l’attività a queste latitudini non possa rigenerare un nuovo sistema di WOS.
La Banda Temperata Nord. La NTB, non sempre evidente, è la banda che piu’ ha mostrato una intensa colorazione blu. Le due componenti visibili si associano a volte in un’ unica banda larga; quando questo accade si sviluppano delle macchie scure, di colore tendente al rosso. Tale evenienza e’ stata piuttosto rara in passato, ma si e’ dimostrata assai interessante: le macchie scure citate, poste presso il bordo sud della banda, sono i dettagli che detengono il record per il minor periodo di rotazione (intorno a 9h 49m 7s). Basti pensare che la loro velocita’ relativa all’ adiacente centro della NEB raggiunge circa 500 km/h.A latitudini elevate. A Nord della NTB e a sud della STB possono apparire occasionalmente altre bande ed altre zone, di evidenza variabile. L’ osservazione dei rari eventuali dettagli a queste latitudini è importante, poichè permette di risalire a correnti atmosferiche poco investigate, proprio per la scarsità di particolari visibili.Dati prelevati dall’unione astrofili italiani.
Giove al telescopio
Giove è probabilmente il pianeta che evidenzia di più le possibilità di diametri maggiori. E’facilmente osservabile grazie alla sua colorazione bianco-avorio molto evidente. Come tutti i pianeti percorre la linea dell’eclittica, quindi sarà facilmente visibile nella sua traiettoria da Est ad Ovest. Il grande pianeta visto con dei 6-7 cm mostra l’ellitticità del suo disco, e generalmente , le principali fasce parallele all’equatore come strisce dalle sfumature molto tenui. Con diametri sui 10 cm si inizia ad intravedere in forma più netta sia le colorazioni che le irregolarità delle bande principali. Ma è solo dai 20 cm in su che i colori diventano evidenti;inoltre si possono osservare le macchie ovali, sfrangiature e dettagli minori. Per un rifrattore da 8 cm sono ottimali 120X, e 160-200X per un riflettore 15 cm. La Macchia Rossa è individuabile con un rifrattore da 8 cm, ma molto dipende dalla sua colorazione.Talvolta si osserva soltanto la baia che lo ospita. Sul sistema di Giove un piccolo telescopio permette anche di oosservare gli interessanti fenomeni cui i satelliti galileiani (scoperti da Galileo nel 1610), danno luogo. Eclissi di Giove sui satelliti, occultazioni, transiti, ecc…insomma, provare per credere. Giove infatti, grazie alle sue dimensioni, ha una corte di satelliti davvero numerosi. La sua attrazione gravitazionale, e la sua posizione periferica, hanno permesso di avere tanti corpi che gli girano attorno, anche sei più grandi ed i più importanti, sono proprio i 4 satelliti scoperti da Galileo con il suo cannochiale: Io, Europa, Ganimede e Callisto.
Conclusioni
Giove è un pianeta estremamente violento, turbolento, ma è anche una splendida luce nel cielo che ci sovrasta.Molti di noi lo hanno ammirato senza nemmeno sapere cosa si stesse guardando. E’un mondo affascinante, che ci consente di capire quanto siamo piccoli rispetto alla natura. Vale la pena dimenticare per un attimo i problemi della vita quotidiana ed alzare lo sguardo verso il Gigante del nostro Sistema Solare.