Astronomia

Scienziati individuano un'onda di Kelvin nell'equatore di Giove

Nelle nubi di Giove gli scienziati hanno trovato prove di un tipo di onda atmosferica che era stata a lungo proposta negli anni passati, ma che non era mai stata identificata nelle immagini prima d'ora. I ricercatori considerano questo tipo di onda (definita onda di Kelvin) una parte fondamentale di un'atmosfera planetaria, quindi l'assenza di un Jupiter è stata a lungo un mistero.

Nell'atmosfera terrestre le onde di Kelvin sono coinvolte in un modello di vento tropicale la cui influenza può interessare anche il Vortice Polare. "Gli scienziati avevano cercato questo tipo di onda nelle immagini di Giove anche da altre missioni, tuttavia senza fortuna", riferisce Amy Simon, uno scienziato planetario della NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, che poi continua: "a volte abbiamo trovato un diverso tipo di onda, altre volte una diversa dalla precedente, e cosi via".

La presenza dell'onda di Giove è stata indicata da una serie di fitte nubi attraverso l'ausilio di immagini ottenute dall'imager multispectral Ralph, quando il New Horizons della NASA è volato intorno al Pianeta nel 2007. Il modello di strisce chiare e scure è stato catturato in una serie di immagini, permettendo così ai ricercatori di determinare la portata e la velocità dell'onda. A quel tempo la squadra ha inoltre determinato che il modello estendeva attraverso l'intera area del visibile, compiendo probabilmente il giro di tutto il Pianeta.

In una nuova analisi di quelle immagini un trio di ricercatori della NASA e dell'Università di Houston ha calcolato che l'onda si muoveva a circa 367-393 miglia all'ora. Questa velocità è più lenta di quanto si pensasse, ma comunque molto più veloce rispetto ai precedenti già veloci venti all'equatore. Il modello sembra però gettare ombre, il che potrebbe indicare che essa è più alta nella troposfera rispetto alle altre nuvole, oppure trovarsi addirittura nella stratosfera.

Quando le immagini di New Horizons sono state studiate, gli scienziati avevano classificato la funzione come un'onda gravitazionale di inerzia, ma l'analisi più recente indica che un'onda di Kelvin è molto più probabile. La lunghezza d'onda, in questo caso, è di circa 186 miglia, molto più breve rispetto alle onde di Kelvin nell'atmosfera terrestre. In particolare i ricercatori hanno esaminato le prove di onde di più piccole dimensioni in immagini di Giove fornite da altre missioni. Tale modello non sarebbe abbastanza grande per apparire nelle immagini scattate da Hubble.

La sonda Cassini avrebbe dovuto essere in grado di vedere questo tipo di funzionalità, ma le immagini di questi passaggi ravvicinati non contengono elementi di prova necessari di un'onda simile. Gruppi molto più piccoli di onde appaiono invece nelle immagini scattate quando la Voyager è volata vicino alla Galileo, che già orbitava attorno al pianeta. La struttura di un'onda di Kelvin è determinata dall'equilibrio tra la forza di Coriolis generata dalla rotazione del pianeta e da un limite di qualche tipo (un confine). Negli oceani della Terra quel confine potrebbe essere la linea costiera. Nell'atmosfera di un Pianeta, invece, la zona vicino all'equatore serve come punto di confine.

Nell'atmosfera terrestre, inoltre, le onde di Kelvin contribuiscono all'Oscillazione quasi biennale (QBO), un modello di venti tropicali nella stratosfera. Circa ogni due-tre anni questi venti si "spostano" da est verso ovest (e viceversa), accompagnati anche da una marcata variazione di temperatura. L'influenza di questo modello a volte può essere avvertito sia dal Vortice Polare nell'Emisfero settentrionale, sia da quello nell'Emisfero meridionale. Un modelli simile (ma certamente non uguale) è stato trovato anche nella stratosfera di Giove, così come anche su quella di Saturno.

Rinaldo Cilli

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