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Juno: arrivano i primi dati scientifici di acqua su Giove

19 febbraio 2020
La missione Juno della NASA ha fornito i suoi primi risultati scientifici sulla quantità di acqua nell'atmosfera di Giove, i primi nuovi dati a giungere a noi dopo le rilevazioni della sonda Galileo nel 1995.

Pubblicati di recente sulla rivista Nature Astronomy, i risultati della sonda Juno stimano che all'equatore l'acqua costituisce circa lo 0,25% delle molecole nell'atmosfera di Giove, quasi tre volte quella del Sole. Questi sono anche i primi risultati sull'abbondanza di acqua del gigante gassoso da quando la missione Galileo dell'agenzia del 1995 ha suggerito che Giove potrebbe essere estremamente secco rispetto al Sole (il confronto non si basa sull'acqua liquida ma sulla presenza dei suoi componenti, ovvero ossigeno e idrogeno). Una stima accurata della quantità totale di acqua nell'atmosfera di Giove è sempre stata di enorme interesse per gli scienziati planetari da decenni: la figura del gigante gassoso rappresenta un importante pezzo mancante del mosaico per la comprensione della formazione del nostro Sistema Solare.
Giove fu probabilmente il primo pianeta a formarsi e contiene la maggior parte del gas e della polvere che non furono incorporati nel Sole. Le principali teorie sulla sua formazione poggiano sulla quantità di acqua assorbita dal pianeta. L'abbondanza di acqua ha anche importanti implicazioni per la meteorologia del gigante gassoso (come le correnti di vento che scorrono su Giove) e della struttura interna. Mentre un fulmine - un fenomeno tipicamente alimentato dall'umidità - rilevato su Giove dalla Voyager e da altri veicoli spaziali implicava la presenza di acqua, una stima accurata della quantità di acqua profonda nell'atmosfera era mancante.
Prima che la sonda Galileo cessasse le trasmissioni dopo 57 minuti dalla sua discesa su Giove nel dicembre 1995, aveva inviato via radio le misurazioni dello spettrometro della quantità di acqua nell'atmosfera del gigante gassoso fino a una profondità di circa 120 km, dove la pressione atmosferica raggiungeva i 22 bar. Gli scienziati erano rimasti sgomenti nel constatare che le molecole rilevate fossero un decimo del previsto. E ancora più sorprendente la quantità di acqua misurata dalla sonda Galileo sembrava essere in aumento alla massima profondità misurata, molto al di sotto di dove le teorie suggeriscono che l'atmosfera dovrebbe essere ben miscelata. In un'atmosfera ben miscelata, il contenuto di acqua è costante in tutta la regione e ha maggiori probabilità di rappresentare una media globale; in altre parole, è più probabile che sia un valore rappresentativo dell'acqua dell'intero pianeta. Ma, combinati con una mappa a infrarossi ottenuta contemporaneamente da un telescopio terrestre, i risultati hanno suggerito che la missione della sonda potrebbe essere stata solo sfortunata, campionando un punto meteorologico insolitamente secco e caldo di Giove.
Perciò grazie all'esperienza fatta dalla sonda Galileo, la missione Juno cerca di ottenere misurazioni dell'abbondanza di acqua nelle vaste regioni dell'immenso pianeta con un nuovo tipo di strumento per l'esplorazione planetaria dello spazio profondo. Il Radiometro a microonde di Juno (MWR) osserva Giove dall'alto utilizzando sei diverse antenne che misurano contemporaneamente la temperatura atmosferica a più profondità. Il Radiometro a microonde sfrutta il fatto che l'acqua assorbe determinate lunghezze d'onda della radiazione a microonde, lo stesso trucco usato dai forni a microonde per riscaldare rapidamente gli alimenti. Le temperature misurate vengono utilizzate per limitare la quantità di acqua e ammoniaca nell'atmosfera profonda, poiché entrambe le molecole assorbono la radiazione a microonde.
Il team scientifico ha utilizzato i dati raccolti durante i primi otto sorvoli di Juno su Giove per generare i risultati. Inizialmente ci si è concentrati sulla regione equatoriale perché l'atmosfera lì appare meglio miscelata, anche in profondità, rispetto ad altre regioni. Dal suo trespolo orbitale, il radiometro è stato in grado di raccogliere dati da una profondità molto maggiore nell'atmosfera di Giove rispetto alla sonda Galileo: ben 150 chilometri, dove la pressione raggiunge i 33 bar. Il valore riscontrato è stato ben più alto rispetto alle rilevazioni di Galileo e, poiché la regione equatoriale di Giove è molto singolare, questi risultati dovranno essere confrontati con l'acqua riscontrata nelle altre regioni.
L'orbita di 53 giorni di Juno si sta lentamente spostando verso nord, come previsto, portando l'emisfero nord di Giove sempre più inquadrato dopo ogni sorvolo. Il team scientifico è impaziente di vedere in che modo il contenuto di acqua atmosferica varia in base alla latitudine e alla regione, così come ai poli, così ricchi di cicloni.

fonti: NASA, Jet Propulsion Laboratory

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