C’è qualcosa di molto insolito nelle aurore di Giove.   La NASA ha pubblicato nuove spettacolari immagini di aurore boreali su Giove, più grandi e centinaia di volte più luminose, delle aurore boreali del nostro pianeta. Le immagini sono state catturate dal telescopio spaziale James Webb della NASA, utilizzando i suoi potenti strumenti a infrarossi. E i risultati – pubblicati in un nuovo studio sulla rivista Nature Communications – stanno già fornendo agli astronomi nuovi e sorprendenti dettagli sull’atmosfera del pianeta gassoso.   «Sono rimasto sbalordito!», ha dichiarato in un comunicato stampa Jonathan Nichols, astronomo dell’Università di Leicester nel Regno Unito e autore principale dello studio. «Volevamo osservare la velocità di cambiamento delle aurore boreali, aspettandoci che si attenuassero e svanissero lentamente, magari nell’arco di un quarto d’ora. Invece, abbiamo osservato l’intera regione aurorale scintillare e brillare intensamente, con intensità che variavano a volte di secondo in secondo».   Sulla Terra le aurore boreali si formano quando particelle cariche elettricamente provenienti dal Sole, ad alta energia, bombardano l’atmosfera in prossimità dei poli magnetici. Questo «eccita» o riscalda le molecole di gas presenti nell’aria, facendole brillare in quelle eteree tende rosse, verdi e viola che conosciamo come aurore boreali, scrive Futurism.   Questo effetto è ancora più intenso su Giove, grazie all’influenza della magnetosfera. Con un diametro circa 15 volte superiore a quello del Sole e un campo magnetico circa 20.000 volte più forte di quello terrestre, è considerata la struttura più grande del sistema solare. Grazie a una potenza così straordinaria, la magnetosfera di Giove attrae e intrappola senza sforzo particelle cariche non solo dal Sole, ma anche dalla sua luna vulcanica Io. Le frequenti eruzioni di Io proiettano particelle nello spazio, dove vengono accelerate a velocità vertiginose dal campo magnetico del pianeta, prima di schiantarsi nella sua atmosfera. Lì, si combinano con le particelle solari creando un’enorme luminescenza sopra il pianeta.   Queste interazioni energetiche producono emissioni elettromagnetiche, tra cui la luce che vediamo. Dopo aver fotografato le aurore di Giove con lo strumento Near-Infrared Camera del telescopio James Webb, Nichols e il suo team hanno scoperto che l’emissione del catione triidrogeno, uno degli ioni più abbondanti nell’universo, è molto più variabile di quanto si credesse in precedenza, il che potrebbe cambiare la nostra comprensione di come l’atmosfera superiore del pianeta si riscalda e si raffredda.   Inoltre, il team ha ripreso simultaneamente le aurore boreali con il telescopio spaziale Hubble della NASA, rivelando qualcosa di ancora più enigmatico. «Stranamente, la luce più brillante osservata da Webb non ha avuto un vero corrispettivo nelle immagini di Hubble» – ha spiegato il Nicholas – «questo ci ha lasciati perplessi. Per causare la combinazione di luminosità osservata sia da Webb che da Hubble, è necessaria una combinazione di elevate quantità di particelle a bassissima energia che colpiscono l’atmosfera, cosa che prima si riteneva impossibile. Non capiamo ancora come ciò avvenga».   Queste nuove osservazioni aprono quindi una finestra inedita sui complessi meccanismi che governano l’atmosfera di Giove e le sue spettacolari aurore. Grazie alla combinazione dei dati del James Webb e del telescopio Hubble, gli astronomi stanno iniziando a ricostruire un quadro molto più dinamico e imprevedibile di quanto immaginato finora. Tuttavia, molti interrogativi restano aperti: proprio questi misteri rendono Giove uno dei laboratori naturali più affascinanti del sistema solare, destinato a continuare a sorprendere la comunità scientifica nei prossimi anni.   SOSTIENI RENOVATIO 21

Immagine di pubblico dominio CC0 via Wikimedia

Tradizionalmente si pensa che la nube di Oort sia un vasto guscio di migliaia di miliardi di oggetti ghiacciati che racchiude il nostro sistema solare, fungendo da confine finale tra noi e le oscure distese dello spazio interstellare. Tuttavia non si tratta di una massa omogenea. In realtà, gli astronomi non hanno ancora un quadro completo del suo aspetto e stanno solo iniziando a intravedere quanto complessa possa essere la sua composizione.

 

In un nuovo studio su The Astrophysical Journal, un team di ricercatori del Southwest Research Institute in Colorado afferma di aver scoperto un interessante aspetto dell’interno della nube di Oort che può cambiare il modo in cui ne vediamo la forma complessiva: una struttura a spirale simile ai bracci a spirale della nostra galassia.

 

A una distanza eliocentrica compresa tra 10.000 e 100.000 unità astronomiche – ogni unità è pari alla distanza tra il Sole e la Terra – la nube di Oort è incredibilmente vasta e totalmente irraggiungibile. La luce solare è scarsa e osservare la nube è quasi proibitivo da tale distanza.

Questa lontananza implica anche che l’attrazione gravitazionale del Sole sia relativamente debole. Gli astronomi ritengono invece che il suo incalcolabile numero di oggetti sia in gran parte governato da quella che viene definita la «marea galattica»: l’attrazione gravitazionale di oggetti massicci come i buchi neri al centro della nostra galassia, che si muove e si espande mentre il nostro sistema solare si muove lentamente attraverso la Via Lattea.

 

È proprio questo l’obiettivo dei ricercatori: gli effetti della marea galattica. Per farlo, hanno osservato comete di lungo periodo che hanno origine dalla nube di Oort e si riversano all’interno del sistema solare dopo essere state spostate dalla marea galattica, offrendo un raro barlume di luce sui fenomeni della nube. Secondo le teorie dei ricercatori, alcune delle comete provengono da una regione più densa nota come nube di Oort «interna», che è stata a lungo raffigurata come un disco piatto protetto all’interno del guscio sferico della nube più grande.

 

Inserendo i dati di queste comete e di altre osservazioni in un modello avanzato del supercomputer Pleiades della NASA, gli scienziati hanno trovato prove che l’immagine del «disco piatto» potrebbe essere obsoleta. È più probabile che si tratti di un disco «leggermente deformato» di circa 15.000 untà astronomiche (UA, metrica basata sulla distanza media tra la Terra e il Sole corrispondente a 149.597.870,7 chilometri) di diametro.

 

«Il disco, visto da lontano, apparirebbe come una struttura a spirale con due bracci intrecciati», hanno scritto gli autori. Questi «bracci» ricordano le strutture allungate di una galassia a spirale, come la nostra Via Lattea.

 

In una scala temporale «paragonabile all’età del sistema solare» – che sarebbe di 4,6 miliardi di anni – i ricercatori ritengono che i bracci a spirale si siano formati quando dei «piccoli corpi» sono stati spinti fuori dall’interno del sistema dai pianeti a circa 1.000-10.000 UA, dove si sarebbero «evoluti orbitalmente grazie alla marea galattica». Ciò suggerisce che la struttura a spirale sia presente praticamente fin dall’inizio del nostro sistema, mantenendo la sua forma per tutto il tempo.

 

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L’universo è dominato dalla materia oscura, che supera di cinque volte la materia ordinaria di cui sono fatti stelle e pianeti. Tuttavia, alcuni settori del cosmo risultano più ricchi di questa sostanza invisibile rispetto ad altri.   Grazie alle osservazioni del potente telescopio spaziale Hubble, un gruppo di astronomi ha individuato una galassia situata a 300 milioni di anni luce di distanza che appare composta per almeno il 99,9 percento da materia oscura, al punto da risultare a malapena visibile, come descritto in un recente studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.   Questa struttura oscura, battezzata CDG-2, potrebbe essere una delle galassie più dominate dalla materia oscura mai identificate e rappresenta un candidato promettente per le tanto cercate e ancora ipotetiche «galassie oscure», oggetti che gli astronomi inseguono da decenni e che si presume contengano pochissime stelle, se non nessuna. «Per essere tecnicamente corretti, CDG-2 è una galassia quasi oscura», ha chiarito l’autore principale dello studio Dayi Li, astrofisico dell’Università di Toronto, in un’intervista alla CNN; essa rientra in una categoria più ampia nota come galassie a bassa luminosità superficiale. «Ma l’importanza di CDG-2 sta nel fatto che ci avvicina molto di più al raggiungimento di quel regime veramente oscuro, mentre in precedenza non ritenevamo possibile l’esistenza di una galassia così debole».   Come si può rilevare un oggetto composto quasi interamente da materia invisibile? Impiegando Hubble, il telescopio spaziale dell’Agenzia Spaziale Europea Euclid e il telescopio Subaru alle Hawaii, gli astronomi hanno cercato ammassi globulari: raggruppamenti sferici e compatti di stelle antiche che rappresentano «fondamentalmente i resti della prima generazione di formazione stellare», come li ha definiti Li. In un ambiente praticamente privo di materia visibile, è la materia oscura a mantenere uniti questi ammassi luminosi, secondo le teorie attuali.   Utilizzando i tre telescopi, il team ha individuato quattro ammassi globulari all’interno di uno degli oggetti più grandi e luminosi dell’universo, l’Ammasso di Perseo, un fitto insieme di migliaia di galassie immerse in una nube di gas ad altissima temperatura. In un contesto così denso, una galassia oscura potrebbe nascere quando galassie più antiche sottraggono il materiale necessario alla formazione stellare a una galassia più giovane, impedendone di fatto lo sviluppo. Questa ipotesi ha trovato conferma quando gli scienziati hanno constatato che, pur trovandosi in una vasta zona vuota di Perseo, gli ammassi globulari erano avvolti da un alone di materia luminosa, indizio inequivocabile della presenza di una galassia.   «Il materiale necessario a questa galassia per continuare a formare stelle non c’era più, quindi è rimasta sostanzialmente solo un alone di materia oscura e i quattro ammassi globulari», ha spiegato Li alla CNN.   Altri ricercatori hanno accolto con entusiasmo i risultati. Le galassie oscure o quasi oscure potrebbero offrire una visione privilegiata e priva di interferenze del comportamento della materia oscura, fornendo una «sonda più pulita della fisica della materia oscura», ha dichiarato alla CNN Neal Dalal, ricercatore presso il Perimeter Institute for Theoretical Physics di Waterloo. Nelle galassie ordinarie come la Via Lattea, «le stelle e il gas possono influenzare in modo significativo la distribuzione della materia oscura, rendendo complicato separare gli effetti della materia ordinaria da quelli della materia oscura». SOSTIENI RENOVATIO 21