Saturno è unico tra i pianeti osservati fino ad oggi in quanto alcune delle sue aurore sono generate da venti vorticosi all’interno della sua atmosfera e non solo dalla magnetosfera che circonda il pianeta.
Un mistero che ha seguito il lungo tour di Saturno della sonda Cassini della NASA è anche una delle prime domande che l’orbiter ha sollevato sul pianeta: le misurazioni hanno mostrato che il giorno di Saturno sembrava essere 6 minuti più lungo, 10 ore e 45 minuti, rispetto a quanto misurato dalle sonde Voyager 1 e 2 della NASA.
Poiché è improbabile che l’interno di Saturno abbia cambiato il suo periodo di rotazione nel corso di soli due decenni, era chiaro che in qualche modo vi era una discrepanza tra i campi magnetici sopra il pianeta rispetto a quelli generati nelle profondità dell’interno.
Questo mistero è rimasto irrisolto nonostante quasi due decenni di osservazioni di Cassini su Saturno.
“La velocità di rotazione interna di Saturno deve essere costante, ma per decenni i ricercatori hanno dimostrato che numerose proprietà periodiche relative al pianeta – le stesse misurazioni che abbiamo utilizzato su altri pianeti per comprendere la velocità di rotazione interna, come l’emissione radio – tendono a cambiare con il tempo,” ha affermato Nahid Chowdhury, della School of Physics and Astronomy presso la University of Leicester “Inoltre, ci sono anche caratteristiche periodiche indipendenti osservate negli emisferi settentrionale e meridionale che a loro volta variano nel corso di una stagione sul pianeta“. “La nostra comprensione della fisica dell’interno dei pianeti ci dice che il vero tasso di rotazione del pianeta non può cambiare così rapidamente, quindi qualcosa di unico e strano sta accadendo a Saturno“. “Diverse teorie sono state proposte dall’avvento della missione Cassini della NASA nel tentativo di spiegare i meccanismi alla base di queste periodicità osservate“. “Il nostro studio rappresenta la prima rilevazione del fattore fondamentale, situato nell’atmosfera superiore del pianeta, che continua a generare sia le periodicità planetarie osservate che le aurore“.
Nello studio, Chowdhury e colleghi hanno misurato le emissioni infrarosse dall’atmosfera superiore di Saturno utilizzando l’Osservatorio Keck alle Hawaii e hanno mappato i flussi variabili della ionosfera del gigante gassoso, molto al di sotto della magnetosfera, nel corso di un mese nel 2017.
La mappa, se confrontata con l’impulso noto delle radioaurore di Saturno, ha mostrato che una parte significativa delle aurore del pianeta sono generate dal modello vorticoso meteorologico nella sua atmosfera e sono responsabili della velocità di rotazione variabile osservata dal pianeta.
I ricercatori ritengono che il sistema sia determinato dall’energia della termosfera di Saturno, con venti nella ionosfera osservati tra 0,3 e 3,0 km/s.
“La ricerca di un nuovo tipo di aurora si rifà ad alcune delle prime teorie sull’aurora terrestre“, ha affermato Tom Stallard, ricercatore presso la School of Physics and Astronomy della University of Leicester. “Ora sappiamo che le aurore sulla Terra sono alimentate dalle interazioni con il flusso di particelle cariche emesse dal Sole“. “Mi piace il fatto che il nome Aurora Borealis derivi da “Alba del vento del nord“. “Queste osservazioni hanno rivelato che Saturno ha una vera Aurora Boreale, la prima aurora mai creata dai venti nell’atmosfera di un pianeta“.
“Il nostro studio, stabilendo in modo definitivo l’origine della misteriosa variabilità degli impulsi radio, elimina gran parte della confusione sulla velocità di rotazione di massa di Saturno e sulla durata del giorno,” ha aggiunto il Kevin Baines, ricercatore del Jet Propulsion Laboratory della NASA e dello Space Science and Engineering Center presso la University of Wisconsin-Madison.
I risultati dello studio stati pubblicati su Geophysical Research Letters.
