Ma guardati luna, ma quanto sei bella! Congiunzioni: Giove

Congiunzioni e occultamenti con il “Re” del Sistema Solare, il 5° pianeta e, dopo Sole, Luna e Venere, il 4° oggetto più luminoso del cielo

Proseguendo con la Serie sul nostro meraviglioso satellite, la Luna, procedo con i brevi articoli sul tema “congiunzioni e occultamenti con i pianeti del Sistema Solare“, ma prima consentimi di ripresentarti la velocissima introduzione dell’articolo su Mercurio e che è in comune in questa Serie, e ti prometto che sarò quasi istantaneo (se conosci già questa introduzione, salta pure qui).

Nel Sistema Solare ci sono 8 pianeti: i primi quattro sono estremamente diversi dagli altri, nell’aspetto e nella composizione, ma anche nella storia evolutiva e nella formazione, per non parlare del fatto che sono anche i più vicini alla nostra stella.

• Mercurio, Venere, Terra e Marte
  (piccoli e rocciosi)

Caratteristiche:

• densi
• composizione rocciosa
• hanno pochi o nessun satellite
• hanno atmosfere molto varie (da molto dense a rarefatte o assenti) e di conseguenza anche temperature superficiali molto diverse tra loro
• hanno crateri da impatto e placche tettoniche

È per queste differenze che si è di conseguenza deciso di distinguere tra Sistema solare interno ed esterno, con la prima fascia di asteroidi a rappresentarne idealmente la separazione. Segue una rappresentazione molto semplificata e schematica del Sistema Solare, ma attenzione, devi riflettere bene sul fatto che qui sono rispettate con una certa approssimazione solo le dimensioni relative dei 4 pianeti interni tra loro e quelle dei 4 pianeti esterni tra loro.
Al contrario non sono assolutamente in scala
– le distanze dei pianeti tra loro
– le distanze dei pianeti dal Sole
– l’estensione delle fasce di asteroidi

È tutto molto più lontano e impossibile da rendere in un rettangolo così piccolo, diventerebbero tutti puntini indistinguibili. Guarda infatti queste ulteriori comparazioni di grandezze dove il Sole mostra tutta la sua proporzione gigantesca: se dovessimo riportare qui le distanze anch’esse in proporzioni, distanze davvero notevoli (si parla di milioni e miliardi di km), servirebbe allontanare tutti i corpi così tanto che come puoi immaginare non vedresti praticamente più niente, anche il Sole diventerebbe un puntino luminoso lontano.

• Giove, Saturno, Urano e Nettuno
  (giganti, gassosi o ghiacciati)
  Questi sono gli altri 4 pianeti, i pianeti esterni, mentre fino al post precedente hai visto quelli interni.

Ormai probabilmente conoscerai questa comparazione da tempo, ma te la ripropongo perché è sempre bene rammentare quanto sono per noi assurde le distanze anche all’interno del nostro piccolo Sistema: già solo la “piccola” distanza tra la Terra e la Luna, appena 384.400 km in media, che è davvero nulla rispetto alle distanze cosmiche ma anche solo rispetto alle distanze del Sistema Solare, ebbene in questa ridicola distanza in effetti possono rientrare tutti i pianeti del Sistema Solare affiancati, e avanzano ancora circa 8.000 km…

Congiunzione / Occultazione
Luna – Giove

Ora veniamo a noi e all’argomento di questo breve articolo tutto dedicato alla congiunzione tra Luna e Giove nel cielo notturno. Una congiunzione si verifica quando nel cielo notturno due o più corpi celesti appaiono “vicini” l’uno all’altro…

… ma quel “vicino” è solo un’illusione ottica perché in realtà le distanze reali, come ti ho appena spiegato, sono enormi (comparazioni di immagini del 08/10/2022 di Dario Orizio).

Per cercare di farti capire meglio il grande inganno che provocano le distanze in gioco, confronto Luna e Giove arrotondando per comodità i numeri:

• diametro Luna (3.480 km), diametro Giove (143.000 km), una differenza enorme e impossibile da visualizzare, e per questo vengono in nostro aiuto le infografiche.
  Per facilitarti le cose, ho inserito la comparazione con la Terra nel cui diametro stanno 3,6 Lune, posizionata ben 11 volte nel diametro dell’enorme disco di Giove e quindi totalizzando quasi 40 Lune!

• distanza media Luna (384.400 km), distanza Giove dalla Terra (da un minimo di 591 ad un massimo di 965 milioni di km – in media 778 milioni di km = 5,20 AU), che è 5,2 volte maggiore di quella dal Sole alla Terra (1 AU)
  Ti chiederai quindi com’è possibile che un pianeta così gigantesco da far sembrare minuscola la Terra, in cielo diventi un piccolo puntino rispetto alla Luna… la spiegazione è che lo devi allontanare più di 2.000 volte, circa 2.020! Sarà anche percettivamente piccolo, ma grazie alla sua gigantesca dimensione riflette enormemente la luce solare e quindi brilla quanto Venere, infatti è il 4° corpo più luminoso nel cielo notturno

La luce di Giove impiega in media
33 minuti per raggiungerci!
(da un minimo di 12 ad un massimo di 55)

Questa apparente “vicinanza” è quindi proprio una questione di prospettiva, grazie alla quale tu vedi questi corpi celesti più vicini tra loro del solito (comparazioni di immagini del 30/10/2023 di Dario Orizio).

Tecnicamente si dice che i corpi condividono la stessa longitudine o ascensione retta o longitudine eclittica, ma come dovresti aver capito questo non è un blog tecnico, quindi ti spiego il concetto in modo più empirico e facilitato. Di solito, la distanza tra i corpi celesti durante una congiunzione, per dirsi tale, varia da 0,5° a 9°.

I gradi (o distanze angolari) sono l’equivalente in cielo dei metri e km (o distanze lineari) per la superficie terrestre. Ma cosa significa? Beh, ti può aiutare sapere che 0,5° è la larghezza media di un disco di luna piena. A 0,1° si parla di “grande congiunzione”.

Per accompagnare qualche altro bellissimo scatto della congiunzione oggetto di questo articolo, ti do un’idea di base di questa misurazione in gradi, che se non sei professionista o non hai ricordi di geometria dalla scuola potrebbe risultarti oscura.

• Nota 1:
  gli oggetti che vedi sulla sfera celeste (cielo) non sono gli oggetti reali che stanno lassù, bensì solo le proiezioni di tali oggetti su questa ipotetica sfera che ci circonda (e questo è tanto più vero poiché uno dei poteri dell’atmosfera terrestre è quello della rifrazione, cioè deviare la luce che proviene dall’oggetto in una posizione diversa da quella reale)

• Nota 2:
  tu che ammiri il cielo stellato, ad occhio nudo non conosci la distanza di quegli oggetti da te osservatore, ma puoi conoscere la distanza appunto delle loro proiezioni sulla sfera celeste: per misurare la distanza tra 2 punti di una sfera basta misurare l’angolo (o arco di circonferenza) tra loro due che ha vertice in te osservatore

• Nota 3:
  nel cielo e in geometria, gli angoli di una circonferenza si misurano in gradi. I gradi sono come le ore, divisi in primi e secondi; ogni grado è suddiviso in 60 primi (d’arco) e ognuno di questi in 60 secondi d’arco. Quando le distanze apparenti lo consentono utilizzi i gradi, ma quando sono troppo piccole devi passare ai sottomultipli citati

Distanze angolari misurate approssimativamente con le mani, a braccio teso:
– mano aperta = 20°
– mano chiusa = 10°
– mano chiusa pollice aperto = 15°
– la luna si nasconde dietro al mignolo (Moon Games)
– diametro del Sole = 30 primi d’arco = 0,5 gradi

Ora veniamo alle Curiosità che di sicuro nutriranno la tua fame di conoscenza circa il maestoso e spettacolare Giove.

51 curiosità su
GIOVE

Le curiosità sono quasi il doppio di quelle di Marte, quindi tante, e così ti metto il solito indice cliccabile che spero tu apprezzi; potrai quindi andare direttamente dove ti interessa, se non vuoi leggere tutto (evidenziati in arancione i Guinness World Records). Alla fine di ogni punto trovi anche la parolina “INDICE” per tornare immediatamente qui e scegliere un altro punto:

1 – INNUMEREVOLI PRIMATI
2 – IL PIU’ ANTICO – GWR
3 – 5° PIANETA DAL SOLE
4 – QUANDO ARRIVA LA SUA LUCE?
5 – IL PIU’ GRANDE E MASSICCIO – GWR
6 – QUANTO GRANDE RISPETTO A NOI?
7 – MASSA E DENSITA’
8 – GIGANTE “GASSOSO”?
9 – GRAVITA’ + GIOCO “PÉSATI”
10 – E SE CI CADESSI DENTRO?
11 – STELLA MANCATA?
12 – GIORNO E ANNO GIOVIANO
13 – IL PIU’ VELOCEMENTE ROTANTE – GWR
14 – CAOTICO E TEMPESTOSO
15 – OCEANI
16 – CI SI VEDE LA SOTTO?
17 – ALTA ATMOSFERA
18 – CHIMICA
19 – BELLEZZA IMPAREGGIABILE – GWR
20 – BIMBO GIGANTE
21 – SI RIDUCE OGNI ANNO…
22 – … E HA LA FEBBRE
23 – LA GRANDE MACCHIA ROSSA – GWR
24 – QUANTE MISSIONI
25 – ATMOSFERA GIGANTESCA E AFFASCINANTE
26 – AURORE E RAGGI X
27 – LA PRESSIONE PIU’ TEMIBILE – GWR
28 – TEMPERATURE DA INCUBO
29 – CONVEZIONE
30 – VENTI DA PAURA – GWR
31 – TORNADO
32 – TROPOSFERA
33 – CELLE DI FERREL
34 – ZONE E BANDE
35 – TEMPESTE E URAGANI INDICIBILI – GWR
36 – I FULMINI PIU’ POTENTI – GWR
37 – MUSHBALLS
38 – CHE GIRAMENTI DI TESTA
39 – VORTICI
40 – CICLONI/ANTICICLONI
41 – LA GRANDE MACCHIA ROSSA (dettagli) – GWR
42 – POLI
43 – IL CAMPO MAGNETICO PIÚ POTENTE – GWR
44 – LE RADIAZIONI PIÚ PESANTI – GWR
45 – ANELLI
46 – SATELLITI
47 – FORZE DI MAREA
48 – I “GUARDIANI” DELLA TERRA
49 – GEMINI & WEBB
50 – ATTERRARE?
51 – PREMIO VIDEO-RELAX

Il pianeta dei
Guinness World Record
GWR

• 1 – INNUMEREVOLI PRIMATI (GWR)
  In sintesi, Giove presenta numerosi primati, ed è per questo che è stato intitolato in modo così azzeccato al Re degli Dei dell’Olimpo:
  – il più grande, un Re megalomane ed esagerato (il pianeta più grande del Sistema)
  – il più massiccio (da solo contiene tutti i pianeti lune asteroidi comete del Sistema)
  – il più antico, il primogenito (4,5 miliardi di anni, appena un milione di anni dopo la formazione del Sistema Solare, dalla polvere e dai gas rimasti dalla formazione del Sole)
  – il più velocemente rotante, il giorno più corto (la rotazione sul proprio asse più veloce di tutto il Sistema Solare, 45.300 km/h)
  – il campo magnetico più forte di qualsiasi altro pianeta del Sistema Solare
  – la pressione più spaventosa nelle sue profondità (Venere al confronto fa ridere)
  – le radiazioni più pesanti di tutto il Sistema Solare (solo il Sole le ha più forti)
  – le tempeste e i fulmini più potenti e spaventosi di tutto il Sistema Solare (non per niente si tratta di Giove, Re dell’Olimpo)
  – la tempesta più grande e antica del Sistema Solare (la Grande Macchia Rossa GRS)
  – secondo solo a Saturno in quanto a numero di lune orbitanti (97, mentre Saturno 274)
  – un vero e proprio genio artista del body painting (forme e colori dinamici davvero ipnotizzanti)

INDICE

Il primogenito famelico
che divise gli asteroidi in formazione
e catturò più massa possibile

• 2 – IL PIU’ ANTICO (GWR)
  Grazie allo studio delle meteoriti, un team di scienziati ha scoperto che Giove si è formato solo 1.000.000 di anni dopo la formazione del Sistema Solare, dalla nebulosa che creò il Sole, catturando la maggior parte della massa (vedi sezione “dimensioni e massa“).

Le sue dimensioni hanno così creato un intervallo nel disco protoplanetario in formazione, provocando la separazione dei tipi di elementi costitutivi dei meteoriti (per la cronaca ti ricordo che si parla di “meteorite” solo quando un frammento di asteroide impatta con la superficie terrestre e viene poi recuperato).

Il suo nucleo solido (perché ricordo che Giove è per la maggior parte atmosfera ed “oceani”, ma nel suo centro esiste un nucleo solido grande come 15 Terre) si è formato ben prima che i gas della nebulosa solare si dissipassero.

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Distanze:
cominciano a tremare le gambe

• 3 – 5° PIANETA DAL SOLE
  Ricordi le cifre?

• La Terra si trova ad 1 Unità Astronomica (150 milioni di km), mentre
• Giove in media a 5,2 Unità Astronomiche (777 milioni di km)

Quindi se già una sola, singola Unità Astronomica, a cercare di visualizzarla, fa davvero senso, prova ad immaginare di andare più di 5 volte oltre… Siamo così abituati a sentir parlare di Anni Luce come fossero unità di misura ormai acquisite e date per scontate, che spesso non ci rendiamo conto di quanto inimmaginabile sia la più “modesta” AU.

Se con Marte termina l’area dei pianeti interni rocciosi, molto “vicini” al Sole – relativamente parlando – Mercurio, Venere, Terra e appunto Marte…

Nelle due infografiche molto schematiche qui sopra puoi vedere chiaramente la distinzione, anche se nella panoramica di sinistra le distanze non sono in scala. Risulta evidente come la prima fascia di asteroidi separi i due sistemi.

… al di là, molto al di là della cintura di asteroidi inizia quella dei pianeti esterni gassosi o ghiacciati, con distanze da far impallidire… (ma ti invito sempre a tenere bene a mente che queste distanze sono NIENTE rispetto a quelle cosmiche).

Il Sistema Solare interno nella infografica di destra risulta troppo piccolo per essere visibile, rispetto al decisamente più vasto Sistema Solare esterno, che viene poi delimitato dalla fascia di asteroidi detta di Kuiper, molto più vasta a sua volta della prima fascia di asteroidi che separa Marte da Giove.

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Quando guardi Giove,
lo vedi in tempo reale?

• 4 – QUANDO ARRIVA LA SUA LUCE?

Quella luce che vedi brillare in cielo, è davvero la luce che sta emettendo ora che lo guardi? In altre parole, credi davvero che lo stai guardando direttamente?

Ma figurati!

Questa fa parte delle grandi incredibili illusioni che la volta celeste ci riserva sempre, se non abbiamo un occhio un minimo allenato. Ti ricordo un punto importante su cui spesso infatti non si riflette abbastanza: la luce di Giove (riflessa, mi raccomando) impiega più di 33 minuti per raggiungerci, e lo fa schizzando a 300.000 km/sec, cioè coprendo ogni singolo secondo la distanza di 300.000 km…

… quindi quella luce che vedi brillare (ma non la produce Giove quella luce!) nel momento in cui lo guardi è partita in realtà più di mezzora prima, è già “vecchia” di mezzora, immergiti completamente in questa consapevolezza…

Così come:

• la luce del Sole è partita più di 8 minuti fa (con gli occhiali da Sole credi di vederlo in diretta ma non è così e quel caldo che senti sulla pella, infrarossi, ha fatto un lungo viaggio prima di scaldarti!)
• la luce della Luna invece è partita solo poco più di 1 secondo fa (magari questo non ti fa così effetto, ma considera che in quel breve abbondante secondo ha percorso più di 380.000 km!)

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Dimensioni e Massa

• 5 – IL PIU’ GRANDE E MASSICCIO (GWR)
  Diametro equatoriale quasi 143.000 km e quello polare di più di 133.700 km (ti ricordo che la Terra ha diametro di 12.000 km). Giove è il Re del Sistema Solare, ma un Re davvero megalomane, esagerato in tutto quello che fa. Perché è definito il “Re” del Sistema Solare? Ormai hai capito che è il pianeta più grande che orbita attorno al Sole, ma non è solo questo a fare impressione…

Da solo contiene più del doppio (2,5 volte) della quantità di materiale di tutti gli altri oggetti del Sistema Solare messi insieme: pianeti, lune, asteroidi, comete…
questo perché 4,5 miliardi di anni fa Giove ha catturato la maggior parte della massa rimasta dopo la formazione del Sole (vedi sezione “primogenito famelico“).

Ti ricordo che dimensioni e massa sono due grandezze diverse. Qui sotto un esempio molto terrestre, pratico e familiare, mantenendo dimensioni simili: masse molto diverse (che si traducono in pesi diversi), una palla di polistirolo, una da basket e una da bowling.

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Comparazione
Giove-Terra

• 6 – QUANTO GRANDE RISPETTO A NOI?
  Per coprire il diametro del gigante servirebbero più di 11 Terre messe in fila, come spero tu abbia apprezzato nell’infografica della prima parte, che qui per comodità ripropongo.

Per riempire invece tutto il volume inserendo tante Terre, una ad una, servirebbero più di 1.000 Terre; addirittura se dovessimo idealmente colmare anche tutti gli spazi vuoti si arriverebbe a circa 1.300 Terre! Si tratta di cifre che ti invito a non prendere in modo fiscale, non è un gioco di precisione ma solo il tentativo di rendere un’idea delle dimensioni totali.

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Massiccio
318 volte la Terra,
denso come l’acqua

• 7 – MASSA E DENSITA’
  Rispetto al nostro minuscolo pianeta, Giove ha quasi 318 masse terrestri …

… e la densità è 1,3 grammi per centimetro cubo, bassa come quella di tutti i pianeti giganti, in pratica è di poco superiore a quella dell’acqua (c’è anche chi supera questa incredibilmente bassa densità, vengono chiamati pianeti “super-puff” perché si può pensare a loro come a zucchero filato, vedi Wasp-193 b).

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“PALLA DI GAS”…
mumble…
…ne siamo proprio sicuri?!

• 8 – GIGANTE “GASSOSO”?

Attenzione, è improprio affermare che sia “una palla di gas”, perché puoi osservare nell’infografica qui sotto e come vedrai meglio nel punto atmosfera, lo spessore dello strato di gas (Idrogeno ed Elio), cioé quella sottile striscia viola in alto a destra, è appena di 1.000 km su un raggio di 61.000 km in cui invece predominano:

• uno stato della materia denominato “fluido supercritico” (fino a circa 7.000 km, però in questa infografica non è evidenziato ma anzi incluso nello strato successivo)
• poi liquido (strato giallo da circa 7.000 a 21.000)
• e ancora liquido metallico (strato arancione da 21.000 a 60.000)

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GRAVITA’
Una sola parola:
SCAPPA!

• 9 – GRAVITA’ + GIOCO “PÉSATI”

La gravità su Giove equivale a 2,6 volte quella terrestre, è potente, e infatti le sonde inviate devono avere un’orbita fortemente ellittica e sfrecciare velocissime a distanza di sicurezza dal gigante e per periodi brevi per evitare di essere distrutte dalle forze mareali

In questo emozionante video la NASA ha ricreato ciò che potrebbe aver “visto” la sonda Juno, nel suo passaggio più ravvicinato (il 27°) avvenuto il 02/06/2020, raggiungendo la vertiginosa velocità di 209.000 km/h…(considera che la Base Spaziale Internazionale sopra le nostre teste viaggia a circa 28.000 km/h)

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GIOCO
“Pésati
nel Sistema Solare“:
la tua massa non cambia,
ma il tuo peso eccome!

Non c’è dieta che tenga
su Giove!

Se sulla Terra ipotizziamo tu pesi 80 kg, su Giove non saresti molto felice di diventare improvvisamente di 200 kg, come puoi efficacemente vedere sulla speciale bilancia provata da una speciale Tata (qui la Tata Robotica pesa 58,2 kg, mentre vedi l’equivalente su Giove, ben 153,6 kg, poveretta…).

Ora pésati

Ci sono diverse tabelle interattive offerte sul web per provare il tuo peso su tutti i pianeti, le lune del Sistema Solare, e anche su alcune stelle: ne ho selezionate solo due molto dirette e immediate, prova a giocarci, ma per farlo devi entrare nei link, non posso creare qui apposta una di quelle ottime tabelle:

• gcorticelli.it
• exploratorium.edu
  in questo link anche schede approfondite per ogni pianeta o luna

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“Condizioni proibitive” è un eufemismo…
Meglio osservarlo da molto molto lontano!

• 10 – E SE CI CADESSI DENTRO?
  La differenza di peso non potresti comunque sperimentarla, perché non essendoci una superficie solida dove posare i piedi (e trascurando il costante bombardamento da pesanti e letali radiazioni), non faresti che:

• precipitare (certo più velocemente visto che subendo l’attrazione gravitazionale del gigante sei ora molto più pesante) attraverso la densissima tossica e corrosiva copertura nuvolosa…
• … nel buio squarciato ogni tanto da fulmini che neanche riesci ad immaginarti…
• … mentre il tuo corpo viene colpito da grandine di ammoniaca…
• … e trascinato e strapazzato dalle correnti ultrasoniche violentissime delle varie celle che corrono parallele e opposte…
• e poi attraversare Idrogeno ed Elio prima gassosi…
• e il particolare stato detto “fluido supercritico” perché né gassoso né liquido…
• e, molte decine di migliaia di km più sotto, Idrogeno liquido metallico che è praticamente un immenso magnete attivo in rapida rotazione

• posto che il tuo corpo ci arrivasse integro, perché la temperatura all’inizio, sopra le nuvole, è circa – 160° C, mentre qualche decina di km dentro le nubi supera già i 60° C (MA la pessima notizia è che la pressione è già di qualche bar), e mentre scendi aumenta rapidamente a centinaia e migliaia di gradi sopra lo zero…
• l’atmosfera è fortemente corrosiva e tossica…
• la pressione che cresce sempre più fino ad arrivare a decine, a centinaia e avvicinandosi al centro del pianeta addirittura a milioni di bar…

… ecco diciamo quindi ironicamente che con tutto questo, il cambio di peso sarebbe decisamente l’ultimo dei tuoi problemi, vero Willy!?

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STELLA MANCATA ?
Temo che non sia così…

• 11 – STELLA MANCATA?
  La formazione di Giove è completamente diversa dalla formazione di una stella, eccoti un riassunto (ma se ti appassiona la nascita delle stelle, detta Evoluzione stellare, ti invito a visitare la mia Serie dedicata “Siamo polvere di stelle”):

Stella:
si accende e spazza via

• Stelle: collasso di dense nubi di polveri interstellari e gas, che si aggregano formando un disco con la protostella al centro, la quale si scalda sempre di più fino ad accendersi

• Quando si accende, il disco viene spazzato via dalla stella neonata ma continua a subire gli effetti della Gravità e si compatta formando corpi freddi come i pianeti

Pianeta:
si assembla e raccoglie

• Pianeta Giove, formazione in 2 fasi, DOPO la nascita del Sole:
  1^ – rocce e ghiaccio si sono fusi fino a formare una “palla” grande come 15 pianeti Terra
  2^ – questa palla ha catturato per Gravità i gas dal disco protostellare spazzato via, e si è gonfiata e addensata con questi gas fino a diventare come 318 pianeti Terra

Stella mancata / Nana marrone

• collasso di dense nubi di povere intestellari e gas, che si aggregano formando un disco con la protostella al centro, la quale però NON ha sufficiente materiale per accendersi del tutto e quindi NON completa il processo (segui le frecce rosse fino al triangolo di incidente)

Nel mondo dei “SE”

Quindi Giove come composizione come potrai vedere è molto diverso dal Sole, e per formazione non è una “stella mancata” e manca proprio la massa. Tuttavia, SE oggi potesse accumulare altra massa e diventare almeno 75 volte più massiccio (75 volte, non 7 volte, mi raccomando) si contrarrebbe …

… e salendo la temperatura ben oltre i 10 milioni di gradi FORSE potrebbe attivare la fusione dell’idrogeno negli strati esterni e la pressione di radiazione così prodotta eviterebbe il collasso proprio come succede nelle stelle, facendogli raggiungere un equilibrio idrostatico e diventare una nana rossa…

“dimensioni” e “massa”
sono due grandezze diverse

Continuo a ricordarti che “dimensioni” e “massa” sono due grandezze diverse, infatti:
– un corpo può essere molto piccolo ma avere una massa enorme (vedi gli incredibili 20 km di una stella di neutroni)
– così come un altro corpo può essere grande 1,5 volte più del gigante Giove ma avere una massa inspiegabilmente piccola, leggero praticamente come zucchero filato (vedi pianeti “super-puff”)
Qui sotto una breve presentazione di comparazioni per sottolineare le differenze.

DIDASCALIE DESCRITTIVE GALLERIA SOTTOSTANTE
(da smartphone basta che scorri comodamente col dito)
1 – qui puoi apprezzare la comparazione di Sole-Nana Bianca-Stella di Neutroni
2 – La comparazione tra Sole, Nana Bianca e Stella di Neutroni: nota come le dimensioni rimpiccioliscono drammaticamente, eppure la massa al contrario aumenta
3 – Da queste 2 infografiche puoi capire come Nane Bianche e Stelle di Neutroni siano oggetti che, per quanto incredibilmente più piccoli di una stella di medio-piccole dimensioni come il Sole, pur tuttavia hanno una massa tale da risultare molto più capaci di deformare il tessuto spazio-tempo
4 – La massa di una Nana Bianca (le cui dimensioni sono similari a quelle di un pianeta terrestre) equivale ad una massa solare, quella di una stella di Neutroni è ancora più grande

5 – Qui apprezzi molto efficacemente la comparazione tra le dimensioni delle Nane Bianche (nell’immagine, Syrius B) e la Terra: le prime possono essere un po’ più piccole ma anche un po’ più grandi, anche se più o meno sono similari ad un pianeta terrestre
6 – Questa una simulazione artistica di Tiziana: abbiamo voluto piazzare una Stella di Neutroni (il cui diametro può essere all’incirca di una ventina di km) sul territorio dell’Alto Garda dove viviamo, Riva del Garda, Linfano di Arco, Torbole-Nago, Arco
7 – Una comparazione tra Sole, una stella di piccole dimensioni, una Nana Bruna (quindi stella fallita), Giove, la Terra e una Nana Bianca
credit comparazione Terra-Sirius B di Omnidoom 999, credit infografica masse CNX

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TEMPO

• 12 – GIORNO E ANNO GIOVIANO
  Nonostante le sue gigantesche dimensioni (“gigantesche” per noi, ma ricorda sempre che nell’universo tutto è davvero relativo), il fatto di essere un enorme pianeta composto in larga maggioranza di gas e fluidi e con al centro nelle profondità solo un piccolissimo nucleo solido (si presume grande come 10-15 Terre), gli consente di ruotare su se stesso ad una velocità incredibile (così da conquistarsi anche il Guinness World Record di pianeta del Sistema Solare che ruota più veloce), non essendoci niente ad ostacolarlo.

Una giornata in 10 ore

• Appena 10 ore è la durata di una giornata
  (orologi napoleonici: Napoleone Bonaparte avrebbe apprezzato lo scorrere del tempo su Giove: durante la Rivoluzione Francese operò infatti cambiamenti drastici sulla suddivisione oraria, che tuttavia per fortuna durarono poco …)

1 mese in 1 anno,
1 anno in 12 anni

• 12 anni terrestri è invece il tempo che impiega per fare un intero giro intorno al Sole, quindi è l’anno gioviano; sì, perché ricorda che qui siamo nella zona più lontana rispetto ai pianeti terrestri, tutto è più freddo e distante e i pianeti impiegano molto più tempo a fare un giro completo intorno al Sole

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ROTAZIONE FLASH
e DIFFERENZIATA

• 13 – IL PIU’ VELOCEMENTE ROTANTE (GWR)
  La rotazione più rapida di tutti i pianeti del Sistema Solare, compie infatti un giro alla velocità impressionante di 45.300 km/h, e questo provoca un forte schiacciamento ai poli e rigonfiamento all’equatore, oltre che generare una magnetosfera enorme e causare potenti venti, vortici e gigantesche tempeste.

Essendo infatti un pianeta composto prevalentemente di gas e liquidi, come detto non ruota come un corpo rigido e così la rotazione vicino ai poli è circa 5 minuti più lenta che all’equatore (infatti all’equatore è più veloce), inoltre i venti soffiano in direzioni opposte in due bande adiacenti e in queste modo abbiamo innumerevoli celle che ruotano in modo alternato.

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STAGIONI

• 14 – CAOTICO E TEMPESTOSO
  Giove non ha stagioni a causa di un’inclinazione molto piccola dell’asse di rotazione di soli 3°, ma pur non avendo stagioni è un pianeta caotico e tempestoso. Nell’ottima animazione sottostante puoi apprezzare comparate:
  – la velocità di rotazione
  – il verso di rotazione
  – l’inclinazione dell’asse di rotazione
  dei pianeti del Sistema Solare, compresi anche i pianeti nani Cerere e il purtroppo declassato Plutone.

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OCEANO
sotto le nuvole?
Non 1 ma 2!

• 15 – OCEANI

Possiede l’oceano più vasto
del Sistema Solare,
ma attenzione:
NON è QUELLO che pensi tu!
…e neanche DOVE lo pensi tu!

NO, non è quello, mi dispiace:

• – il primo (14.000 km di spessore) è composto di idrogeno molecolare, non di acqua, e la densità dell’idrogeno liquido è molto bassa, 0,07 volte quell’acqua, quindi qualsiasi corpo affonderebbe molto rapidamente
• – il secondo (più sotto, profondo più del doppio del primo) è composto di idrogeno metallico e produce l’immenso campo magnetico
• – si trovano ben al di sotto della spessa dinamica copertura nuvolosa che occupa i primi 50 km circa, da circa 7.000 km di profondità in giù, mentre ciò che si trova tra i 1.000 e i 7.000 non può essere definito “oceano” essendo uno stato particolare detto “fluido supercritico”, né liquido né gassoso

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Luminoso dallo spazio, ok,
ma sotto le nuvole?

• 16 – CI SI VEDE LA SOTTO?
  Davvero difficile da immaginare un ambiente come quello che offre questo gigante, dallo spazio apparendo luminosissimo (di luce riflessa mi raccomando) e di una bellezza ipnotizzante…

… ma nascondendo anche, sotto la superficie visibile, caratteristiche decisamente terrificanti:

• gravità feroce
• mega gallerie dei venti a centinaia di km/h
• gelido in superficie, fornace in profondità
• in superficie anche tossico e corrosivo
• all’interno delle nubi, dove si arriva a 0° C, la pressione è già di 5 bar
• penetrando le nubi ad appena un centinaio di km in profondità perennemente buio
• mano a mano che si penetra, sempre più caldo e liquido ed opprimente

Tutto questo
in un mondo buio!

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Come sulla Terra,
la maggior parte dell’atmosfera
è invisibile

• 17 – ALTA ATMOSFERA

Sulla Terra, la copertura nuvolosa occupa in realtà una esigua parte dell’atmosfera:

• appena 8-20 km su un totale di 2.500 km dell’esosfera che gradatamente sfuma nello spazio esterno

Su Giove come avrai ormai capito tutto è più colossale:

• 50 km di copertura nuvolosa complessa e turbolenta su un totale di 5.000 km circa al confine con il mezzo interstellare

Quindi, fatta eccezione per la mesosfera, che su Giove non esiste, ciò che non vedi quando guardi il gigante sono stratosfera, termosfera ed esosfera equivalenti a ben 4.950 km di atmosfera gioviana invisibile con variabili densità, temperatura e pressione.

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Composizione chimica

• 18 – CHIMICA
  Mentre gli elementi più comuni dell’universo, idrogeno ed elio, costituiscono la maggior parte della massa di Giove …
  – 75% H₂
  – 24% He
  … procedendo invece verso l’interno dell’atmosfera, sotto la superficie, tale composizione varia leggermente, con l’He al 21% e un 5% di elementi più pesanti e composti.

Nelle regioni più esterne dell’atmosfera sono presenti consistenti strati di cristalli di ammoniaca solida. Si ritiene che l’anidride carbonica (CO₂), il monossido di carbonio (CO) e l’acqua presenti nella parte superiore dell’atmosfera provengano dalle comete che sono cadute sul pianeta, come lo spettacolare multi-impatto avvenuto il 16/07/1994 della cometa Shoemaker-Levy 9; funzionando la tropopausa come una “trappola a freddo”, e impedendo così all’acqua di salire in stratosfera, quell’acqua non può quindi provenire dalla troposfera.

Le spettacolari nubi visibili sulla superficie sono composte principalmente da:

• ammoniaca (NH₃)
• idrogeno solforato (H₂S)

Sono presenti inoltre tracce di:

• metano (CH₄)
• acqua
• altri elementi in misura minore, tra cui fosfina (PH₃)

Nella profonda troposfera (sotto i 10 bar, quindi non visibile dallo spazio perché al di sotto delle nubi visibili) c’è abbondanza di:

• ossigeno
• azoto
• zolfo
• gas nobili (superiori di un fattore 3 ai valori misurati nel Sole)

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Artista imbattibile
genio del body painting

• 19 – BELLEZZA IMPAREGGIABILE (GWR)
  La composizione artistica generale è da togliere il fiato, disegni forme e colori…

…i colori che ci affascinano ogni volta sono dovuti ad interazioni chimiche nell’atmosfera, viste le nubi contenenti cristalli di ammoniaca ghiacciata e i composti del Carbonio, dello Zolfo e del Fosforo con le loro colorazioni caratteristiche.

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Se è gigantesco ora…
non immagini un tempo!

• 20 – BIMBO GIGANTE
  Miliardi di anni fa Giove aveva un diametro 2,5 volte più grande, roba da pazzi…

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Restringimento in corso…

• 21 – SI RIDUCE OGNI ANNO…

Lo sapevi che Giove si restringe
di circa 2 cm all’anno?

Il responsabile è il meccanismo Kelvin-Helmholtz, fenomeno astronomico che si verifica quando la superficie di un pianeta gassoso si raffredda (succede a Giove e Saturno ma anche sulle nane brune, dove le temperature al centro non sono sufficienti ad innescare la fusione nucleare): quando ciò accade diminuisce la pressione idrostatica e, di conseguenza, il pianeta compensa la temperatura e la pressione diminuite comprimendosi, restringendosi, e ovviamente i vari strati compressi e in attrito provocano il riscaldamento del nucleo.

• la superficie raffredda
• temperatura e pressione diminuiscono
• restringimento/compressione del pianeta gassoso
• il nucleo si riscalda di conseguenza
• surriscaldandosi aumenta la quantità di calore emessa

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…e riscaldamento interno:
il calore emesso è
maggiore di quello che riceve…

• 22 – … E HA LA FEBBRE
  Grazie a questo meccanismo Giove emette quindi più calore di quello che riceve (rapporto emissione/insolazione di circa 1,67), e pensa che riceve 25 volte meno Sole che sulla Terra.

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… e le conseguenze sono
famose!

• 23 – LA GRANDE MACCHIA ROSSA (GWR)

“Il forte calore interno di Giove crea una serie di caratteristiche semipermanenti nella sua atmosfera, come ad esempio la famosa Grande Macchia Rossa“, una tempesta secolare che però negli ultimi decenni si è ridotta considerevolmente, visto che un tempo poteva contenere più di 2 Terre.

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Sei a 1/2 articolo,
un secondo di pausa
che forse sei pure in vacanza

Come facciamo a sapere
tanto della sua atmosfera?

• 24 – QUANTE MISSIONI
  Diverse sonde automatiche hanno osservato Giove a distanza di sicurezza in svariate missioni, ma fra tutti i giganti del Sistema Solare esterno l’atmosfera di Giove è quella meglio studiata e compresa grazie alle osservazioni dirette della sonda atmosferica della missione Galileo quando penetrò nell’atmosfera del pianeta il 7 dicembre 1995.

PER GIOVE
quante missioni!

Qui sotto ho preparato, per tua comodità, una sintetica presentazione in ordine cronologico delle sonde che hanno sorvolato Giove a partire dal 1973 (2 sono tutt’ora in corso), e ho aggiunto anche tre telescopi famosi che hanno dato contributi importanti!

DIDASCALIE DESCRITTIVE GALLERIA SOTTOSTANTE
1 – 1973-74: sonde Pioneer 10 e 11, obiettivo Giove ed eliosfera profonda, rappresentazione artistica-render – credit NASA Ames Research Center (NASA-ARC)
2 – 1980: sonde Voyager 1 e 2, obiettivo Sistema Solare esterno, rappresentazione artistica – credit NASA/JPL
3 – 1982: sonda solare Ulysses, obiettivo Sole ed eliosfera, credit NASA/ESa (Image modified by PlanetUser)
4 – 07/1994: il telescopio spaziale HUBBLE (HST) fotografa l’impatto della cometa Shoemaker-Levy 9 su Giove in modo molto più chiaro degli scatti della Voyager 2 nel 1979: visto che un evento del genere si ripete almeno una volta ogni 100 anni, il lavoro di HST è stato prezioso – credit NASA
5 – 11/1995-05/1998: ISO, l’Osservatorio Spaziale a Infrarossi dell’Agenzia Spaziale Europea ESA, è stato il primo osservatorio orbitante a infrarossi al mondo, lanciato nel novembre 1995 (3 settimane prima che la sonda Galileo entrasse in orbita attorno a Giove) e operativo fino a maggio 1998. “Osservare l’universo freddo richiede strumenti freddi, che operano a temperature prossime allo zero assoluto, meno 273 °C. Mantenere una temperatura così bassa è compito del grande criostato a elio liquido a bordo di ISO, riempito prima del lancio con 2286 litri di elio superfluido. Questo criostato ha reso ISO uno degli oggetti più freddi dell’universo” – Credit ESA

6 – 1995: sonda Galileo (entrata in orbita 3 settimane dopo che è stato messo in orbita terrestre ISO), obiettivo Giove e satelliti – credit NASA
7 – 2000: sonda Cassini-Huygens, obiettivo sistema di Saturno, missione congiunta NASA/ESA/ASI
8 – 2007: sonda New Horizons, obiettivo Plutone e Caronte – credit NASA
9 – 2016-2025: sonda Juno, obiettivo composizione, campo gravitazionale e campo magnetico di Giove – credit NASA/JPL
10 – 2020 – Osservatorio Gemini North, posizionato sul vulcano dormiente Mauna Kea, Hawaii. Le osservazioni di Hubble, dell’Osservatorio Gemini e della sonda Juno sono state combinate in una ricerca dell’Università della California Berkeley per studiare le tempeste di Giove
11 – 2030: sonda Europa Clipper (sèguito degli studi compiuti dalla sonda Galileo), obiettivo il satellite di Giove Europa. Lanciata ad ottobre 2024 quindi 1,5 anni dopo la sonda JUICE, ma con un vettore più potente, arriverà a destinazione prima – credit NASA/JPL-Caltech
12 – 2031: sonda JUICE (Jupiter ICy moons Explorer), lanciata ad aprile 2023, obiettivo le 3 lune ghiacciate di Giove Ganimede, Europa e Callisto, prima missione esclusivamente europea – credit ESA

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Atmosfera
nuvole nuvole nuvole…
poi gas gas gas…
poi né gas né liquido…
e oceani senza fine

• 25 – ATMOSFERA GIGANTESCA E AFFASCINANTE

L’atmosfera di Giove è costituita principalmente da idrogeno molecolare (H₂) ed elio (He), elementi che formano una densissima atmosfera.

La cosa affascinante è che sotto tale denso strato non esiste un vero confine, ma gradualmente, con pressione e temperatura in costante aumento, i gas cambiano stato e in tal modo troviamo, in spazi sconfinati:
– prima per 6.000 km in una forma particolare detta “fluido supercritico”
– poi per altri 14.000 km diventano liquefatti
– e poi ancora per altri 29.000 km idrogeno liquefatto in forma metallica

Giove non ha una superficie solida e lo strato atmosferico più basso, la troposfera (che è anche quello che si vede dallo spazio e caratterizza il gigante), sfuma gradualmente negli strati interni del pianeta perché, essendo temperatura e pressione ben al di sopra del punto critico per H ed He, non esiste più un confine netto tra fase gassosa e fase liquida.

La troposfera presenta una complicata struttura nuvolosa dove le nubi di acqua formano lo strato nuvoloso più denso ed hanno l’influenza più forte sulla dinamica dell’atmosfera. Sopra lo strato nuvoloso sono presenti vari strati di foschia, sia nella troposfera (a 0,2 bar) sia nella stratosfera (a 10 mbar): questi ultimi si formano quando nell’alta stratosfera la radiazione UV solare interagisce con il metano e i prodotti risultanti condensano.

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Niente mesosfera,
in compenso
aurore polari costanti
(ma solo in UV)

• 26 – AURORE E RAGGI X

TERMOSFERA + IONOSFERA: pressione inferiore ad 1 microbar, manifestano fenomeni come airglow, aurore polari ed emissioni raggi X.

• sulla Terra
  le vedi dopo una tempesta magnetica, se hai fortuna: più la tempesta è potente, più intensa è l’aurora e maggiore la probabilità di vederla (se ti piace l’argomento, ho composto una intera Serie al riguardo)
• su Giove
  le aurore sono fenomeni costanti ma purtroppo visibili solo nei raggi X e in ultravioletto UV

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Pressione
Lascia perdere,
non provarci neanche
ad immaginarla

• 27 – LA PRESSIONE PIU’ TEMIBILE (GWR)
  La pressione aumenta enormemente man mano che ci si inoltra, raggiunge valori davvero inimmaginabili, al cui confronto Venere sembra davvero un paradiso, ma ti ricordi Venere vero? Se sull’inferno giallo era stata descritta appunto come un “inferno” (ben 92 bar, come essere a 900 metri di profondità sott’acqua)…

… su Giove non è neanche possibile immaginarla, superando nelle profondità i 4 milioni di bar (Mbar), mentre nei pressi del nucleo solido si arriva addirittura sui 40 milioni di bar! Di sicuro ti ci vorrebbe questo batiscafo per poter penetrare la densissima copertura nuvolosa gioviana (50 km) e oltre, ma non ti illudere, potresti scendere fino ad appena 600-700 km quindi non riusciresti neanche a “vederlo” quel famoso stato di fluido supercritico che si trova tra 1.000 e 7.000 km.

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Temperature
la spessa coltre nuvolosa:
sopra – il gelo siderale
sotto – l’inferno

• 28 – TEMPERATURE DA INCUBO
  La temperatura aumenta sempre più scendendo in profondità, al ritmo di circa 2° C per km: le nubi visibili dallo spazio, che costituiscono la sommità della troposfera, si trovano a circa -170° C. Basta scendere di una sessantina di km per trovare lo zero termico, tuttavia il problema è che la pressione è circa 5 volte maggiore rispetto a quella che riscontriamo sulla Terra al livello del mare.

Vieni nel batiscafo con me,
scendiamo,
ricorda ghiaccio e ventilatore

• + 50 km / 0,09 bar / – 160° C
• 0 km / 1 bar / – 107° C (0 metri “sul livello del mare”)
• – 45/65 km / 5 bars / 0° C
• – 92 km / 10 bars / 62° C
• – 100 km / 12 bars
• – 134 km / 20 bars / 140° C
• – 146 km / 22 bars / 153° C
• – 150 km / 25 bars
• – 163 km / 30 bars / 192° C
• – 600 km / 1.000 bars
• – 1.000 km / 5.000 bars
• – 10.000 km / 1.980° C
• – 25.000 km / 2 Mbars / 11.000° K
• – 60.000 km / 40 Mbars / 30.000° K

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MOTI CONVETTIVI
Come una pentola riscaldata su un fornello

• 29 – CONVEZIONE
  Come vedi, l’atmosfera di Giove si muove con dinamiche molto complesse che sono la conseguenza dei moti convettivi, un po’ come quelli che muovono l’acqua in una pentola riscaldata da un fornello: in questo caso il fornello è il calore interno di Giove.

Ci sono fluidi che assorbono calore dalle profondità, risalgono e cedono il calore all’esterno, quindi ridiscendono giù: questi movimenti, insieme alla rapida rotazione del gigante attorno al proprio asse (in sole 10 ore) creano quell’alternanza di strisce colorate creative per cui Giove è tanto famoso.

DIDASCALIE DESCRITTIVE GALLERIA SOTTOSTANTE
1 – L’acqua in superficie è più fredda, quindi più densa e più pesante, affonda nell’acqua calda. L’acqua sul fondo è più calda, quindi meno densa e più leggera, galleggia sull’acqua più fredda. La fiamma (il riscaldamento interno di Giove) continua a riscaldare l’acqua che si è raffreddata salendo in superficie – credit foto e grafica Michele Pregliasco, ONC CAI Sez. di Savona, presidente del CSLPV, curatore del sito www.digilands.it
2 – Moti convettivi del mantello, da Wikipedia, modificato da Michele Pregliasco
3 – Documentario BBC: “Earth – The Power of The Planet”

Questi spostamenti creano una circolazione che non avviene in maniera caotica, ma attraverso delle celle convettive costanti che rimescolano il fluido e uniformano gradualmente la temperatura. Dopo poco tempo gli strati più superficiali cominciano a raffreddarsi, cioè a porsi in equilibrio termico con l’ambiente circostante (principio zero della termodinamica)

In questa breve e pratica video-animazione puoi apprezzare la dinamica dei moti convettivi e le celle convettive nel mantello del nostro pianeta, responsabili:
– della circolazione atmosferica
– delle correnti oceaniche
– della tettonica delle placche
(da cui derivano eruzioni vulcaniche e terremoti)

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VENTI ULTRASONICI

• 30 – VENTI DA PAURA (GWR)
  I venti soffiano a velocità ultrasoniche…

• nella macchia rossa fino 400 km/h

• una corrente a getto ad alta velocità appena sopra l’equatore e nella bassa stratosfera è arrivata a 515 km/h
• addirittura fino a 1.450 km/h ai poli sotto la zona di formazione delle aurore!

… e soffiano in direzioni opposte in due bande adiacenti. La sonda Galileo ha dimostrato che si estendono anche al di sotto delle nubi di vapore acqueo (5-7 bar di pressione) e continuano potenti anche a 22 bar di pressione (che corrispondono a – 146 km di profondità sotto lo 0 altimetrico dove si trova 1 bar).

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TORNADO:
micro-dimostrazione
della potenza dei venti di Giove
sulla Terra

• 31 – TORNADO
  Guarda il filmato impressionante qui sotto, con particolare attenzione al minuto 2:50 dove puoi facilmente avere idea della velocità e potenza micidiale.

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NUBI
spesse, complesse e
mai uguali, cambiano
di giorno in giorno
di ora in ora

• 32 – TROPOSFERA
  Le nubi visibili, che si localizzano tra 0,7-1,0 bar di pressione, sono composte principalmente da ghiaccio di ammoniaca in bianchi cirri. Si ritiene che gli strati nuvolosi sottostanti (bruno-rossicci) siano composti invece da idrosolfuro di ammonio e solfuro di ammonio (tra 1,5-3 bar) e ancora più sotto e più densi, di acqua (3-7 bar).

La copertura nuvolosa è spessa circa 50-70 km, alternata in “zone” e “bande”. I colori variano inoltre dal rossastro al blu con l’altezza delle nubi. L’aspetto delle bande di nubi cambia con tempi scala di ORE o GIORNI, infatti le nubi cambiano quotidianamente di colore, non presenta quindi un aspetto sempre uguale (immagini tridimensionali delle nubi a più di 13.000 km di quota).

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“Zone” e “Bande”
prima impressione

• 33 – CELLE DI FERREL
  Ecco, per tentare di darti una immagine immediata facilitatrice di come sono e come si presentano questi “cilindri coassiali” su Giove, ho pensato subito che essi potrebbero assomigliare ad uno di quei giubbini imbottiti trapuntati che conosci bene, “vestito” dal gigante.

Circa una ventina di immense gallerie del vento (celle di Ferrel) che scorrono furiosamente in orizzontale fianco a fianco, per tutta la circonferenza, ma in direzione alternativamente opposta (anche se ovviamente il giubbino corretto avrebbe strisce di diverse altezze, non tutte uguali, e qualcuna ogni tanto, periodicamente e temporaneamente, scomparirebbe pure). Ecco un’ottima animazione NASA.

Poiché Giove, in quanto pianeta gigante gassoso (come ti ho spiegato, più gigante che gassoso), non offre montagne o vulcani o crateri a spezzare e far resistenza a questi venti colossali, i flussi principali percorrono il pianeta come immense autostrade ad alto scorrimento con tanto di anelli di deflusso e immissione, e il risultato è quello spettacolo che hai sotto gli occhi, grazie a telescopi e sonde, tutte le volte.

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ZONE
(alte brillanti fredde dense,
correnti ascendenti – anticiclone)
BANDE/Fasce
(basse scure calde sottili,
correnti discendenti – ciclone)

• 34 – ZONE e BANDE
  Da tanto lontano sembra uno spettacolare paesaggio ipnotizzante ma tutto sullo stesso piano, tra l’altro anche apparentemente tranquillo, mentre in realtà ad un’analisi più ravvicinata si manifesta per quello che è: caos e tempeste. La superficie è caratterizzata da strisce parallele che si alternano, in realtà strati diversi di nubi di composizione diversa e a quote differenti, mossi dalla convezione atmosferica:

• Zone (circa 9, di colore chiaro e dense e fredde)
  sono più alte e qui avviene l’innalzamento delle masse gassose provenienti dalle profondità
• Bande/fasce (circa 9, di colore più scuro e sottili e calde)
  si trovano più in basso e dove le masse gassose discendono. Si formano per differenze nello spessore e nell’altezza delle nubi di ammoniaca ghiacciata; quelle più chiare si innalzano maggiormente nell’atmosfera e sono formate da nubi più spesse rispetto alle bande più scure
• L’interazione tra zone e bande provoca violente tempeste nelle quali i venti raggiungono velocità superiori a 360-400 km/h (jet stream nelle zone)

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Tempeste, Uragani
breve durata, giorni-mesi

• 35 – TEMPESTE E URAGANI INDICIBILI (GWR)
  Le tempeste su Giove sono simili ai temporali sulla Terra ma su scala ciclopica: ammassi luminosi e densi di nuvole dalle dimensioni di circa 1.000 km, con intense correnti ascensionali, che appaiono di volta in volta nelle regioni cicloniche delle bande, specialmente all’interno delle forti correnti a getto retrograde (dirette verso ovest).
  – durata breve, in media solo 3-4 giorni, la più forte può durare diversi mesi, a differenza dei vortici (come la Grande Macchia Rossa)
  – in profondità raggiungono i 100 km, spingendosi quindi oltre la copertura nuvolosa che vediamo da Terra

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Fulmini e Precipitazioni

• 36 – I FULMINI PIU’ POTENTI (GWR)
  I fulmini sono davvero esagerati:
  – estensione di 60 km: 5 volte più alti dei nostri!
  – sono 3 volte più energetici di quelli più potenti!

Nota bene: cadendo tuttavia con meno frequenza, complessivamente il livello medio di potenza luminosa su Giove e sulla Terra è confrontabile, ma sul gigante sotto le nubi è perennemente buio!

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Fulmini superficiali:
Mushballs
e la scomparsa dell’ammoniaca

• 37 – MUSHBALLS
  Grazie alla sonda Juno sono stati scoperti anche lampi più piccoli e meno profondi, originati ad altitudini molto più elevate nell’atmosfera di Giove. Sono fenomeni elettrici chiamati “fulmini superficiali”, che provengono da nuvole di ammoniaca e acqua (e quindi non solo acqua come sulla Terra).

Questi temporali osservati ad altitudini più elevate e mai osservati prima, scagliano cristalli di ghiaccio d’acqua fin oltre 25 km dalle nuvole superficiali, dove la temperatura è molto più bassa (anche -88 C°), e qui essi si mischiano a vapori di ammoniaca che, comportandosi come antigelo, abbassano il punto di congelamento dell’acqua e in questo modo si creano delle nuvole di acqua e ammoniaca.

In queste nuove nuvole, la pioggia di questa soluzione può scontrarsi con i cristalli di ghiaccio d’acqua che invece continuano a salire, elettrizzando le nuvole stesse. Potrebbe essere il modo per trasportare ammoniaca negli strati più bassi dell’atmosfera (questi chicchi di ammoniaca sono stati chiamati MUSHBALLS).

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Versi di rotazione complicati:
il gigante ne ha 2,
i vortici dipende

• 38 – CHE GIRAMENTI DI TESTA

Sì, questa è una cosa da mandare fuori di testa, la rotazione di Giove, come di altri giganti, è differenziale:

• ANTIORARIA (nell’emisfero nord)
• ORARIA (nell’emisfero sud)

Come se non bastasse, la rotazione dei vortici è anch’essa differenziale:

• i cicloni ruotano nello stesso verso della rotazione del pianeta
• gli anticicloni (come la Grande Macchia Rossa) ruotano in verso opposto alla rotazione del pianeta:
  – ORARIO (nell’emisfero nord)
  – ANTIORARIO (nell’emisfero sud)

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Vortici
(Cicloni ed Anticicloni)
lunga durata, giorni-anni

• 39 – VORTICI
  Sovrapposte a Zone e Bande si notano macchie rotonde e ovali sia chiare che scure, la maggior parte delle quali di effimera durata.

I cicloni sono diversi a seconda di dove si trovano:
– negli strati superiori
più caldi e con una densità atmosferica più bassa
– negli strati inferiori
più freddi, con una densità più alta
I vortici si estendono oltre la regione dove l’acqua si condensa e le nuvole si formano, sotto lo strato limite fin dove la luce del Sole riesce a penetrare, riscaldando l’atmosfera.

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I CICLONI
non sono tutti uguali

• 40 CICLONI/ANTICICLONI

• I cicloni possono essere anche enormi, il diametro può arrivare fino a 1.400 km; generalmente però tendono ad essere strutture piccole, scure ed irregolari (alcune note come ovali bruni)

• Gli anticicloni sono la maggioranza, poiché sono il 90% dei vortici con diametro superiore ai 2.000 km

• La durata dei vortici varia da diversi giorni a centinaia di anni in base alle dimensioni: per esempio, la durata media di anticicloni con diametri compresi tra i 1.000 ed i 6.000 km è di 1-3 anni

• Non sono mai stati osservati vortici nella regione equatoriale di Giove (entro i 10° di latitudine), dove sarebbero instabili

• Come accade su ogni pianeta rapidamente rotante:
  – gli anticicloni su Giove sono centri di alta pressione
  – i cicloni sono centri di bassa pressione

• Due anticicloni sono in qualche modo differenti da tutti gli altri:
  – la Grande Macchia Rossa GRS
  – l’Ovale BA, formatosi, quest’ultimo, nel 2000
  A differenza degli ovali biancastri, queste strutture sono di colore rosso perché portano in superficie del materiale rosso dalle profondità del pianeta.

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LA GRANDE
MACCHIA ROSSA
il vortice più famoso, grande e antico
del Sistema Solare

• 41 – LA GRANDE MACCHIA ROSSA dettagli (GWR)

“Il forte calore interno di Giove crea una serie di caratteristiche semipermanenti nella sua atmosfera, come ad esempio la famosa Grande Macchia Rossa GRS“

La Grande Macchia Rossa persiste da almeno 360 anni e si pensa che sia l’equivalente di un ciclone terrestre, un vortice che trasporta masse di gas dalle zone sottostanti ai livelli più alti dell’atmosfera gioviana. Osservata agli infrarossi appare una regione fredda, un vasto sistema anticiclonico nell’emisfero sud (ruota in senso antiorario). È una tempesta superficiale molto estesa, ma poco profonda, come recentemente si è scoperto, da 300 a 500 km sotto le propaggini più alte delle nuvole.

• Questo immenso uragano ha cambiato forma e colore nel corso dei secoli, e i venti che lo attraversano impiegano 6 giorni per completare un’intera rotazione
• La GRS è una formidabile fonte di energia per riscaldare gli strati superiori dell’atmosfera, essendo più fredda raggiunge altitudini maggiori della maggior parte delle altre nubi sul pianeta; lo strato più alto di nubi della Grande Macchia Rossa svetta di circa 8 km dagli strati circostanti
• Sebbene i venti intorno ai lati della macchia soffino a circa 430 km/h, le correnti all’interno di essa sembrano stagnanti, con pochi flussi in ingresso o in uscita

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POLI
e cicloni circumpolari

• 42 – POLI

Tra il 2016 e il 2018 la sonda Juno ha scoperto:

• al polo nord
  8 vortici uguali disposti ai vertici di un ottagono (l’ottagono di Giove), con al centro un nono vortice. Questi cicloni sono più piccoli, con un diametro compreso tra 4.000 e 4.600 km.
• – al polo sud
  6 vortici uguali con al centro un settimo vortice. Questi hanno un diametro compreso tra 5.600 e 7.000 km.

Come sulla Terra, gli uragani (simili a quelli che colpiscono gli Stati Uniti ogni estate e autunno, ma su scala più ampia) tendono a formarsi presso l’equatore e poi si spostano verso i poli, tuttavia mentre sulla Terra si dissipano velocemente, su Giove continuano a viaggiare e raggiungono la destinazione formando poi questa schema geometrico regolare in una vasta area tale da essere nascosti al nostro sguardo.

Questi uragani vorticosi volteggiano l’uno accanto all’altro formando impressionanti poligoni regolari (e a differenza di Saturno che invece presenta un unico singolo enorme uragano in corrispondenza di ciascun polo). Si è scoperto tra l’altro che non si fondono tra loro perché ciascuno ha un anello di correnti anticicloniche che lo stabilizza.

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MAGNETOSFERA

• 43 – IL CAMPO MAGNETICO PIÚ POTENTE (GWR)

Pari a circa 7.77 Gauss, è il campo magnetico più intenso del Sistema Solare e ha verso opposto rispetto a quello terrestre, fatta eccezione per quello nelle macchie solari:

• al livello della superficie visibile del pianeta è circa 14 volte più intenso di quello terrestre
• è equivalente a un magnete centrale pari a circa 20.000 volte quello terrestre

La magnetosfera gioviana è la più grande ed imponente fra tutte le magnetosfere dei pianeti del Sistema Solare e si estende così tanto da raggiungere da una parte il Sole e dall’altra Saturno e oltre. Questo vastissimo campo magnetico lotta costantemente con il vento solare preservando gli strati superiori dell’atmosfera, dove si verificano colossali aurore costanti ai poli visibili però solo ai raggi X o ultravioletti.

Questo enorme campo magnetico è molto complesso e ingarbugliato, le linee di campo che escono da una vasta regione al polo nord rientrano, su Giove, in due punti separati: uno vicino al polo sud e un altro vicino all’equatore, in un’area che i ricercatori hanno ribattezzato Grande Macchia Blu.

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RADIOATTIVITÁ

• 44 – LE RADIAZIONI PIÚ PESANTI (GWR)
  Il potentissimo campo magnetico appena citato è generato dallo strato di 50.000 km di Idrogeno metallico liquido rotante che fa da gigantesca versione del nucleo di Ferro fuso della Terra e quindi funziona come una grandiosa dinamo (corpo conduttore elettrico), creando di conseguenza anche poderose aree di radiazioni, simili alle fasce di Van Allen.

Le aurore non generano solo luce ma anche onde RADIO; Giove emette una straordinaria gamma di radiazioni.

Uno degli ambienti
più radioattivi
di tutto il Sistema Solare!

Il pianeta gigante, ruotando, “trascina” il suo campo magnetico gigantesco, e questo campo intrappola e accelera con enorme potenza nuvoloni di particelle cariche (ti ricordi forse quando ti spiegavo come funziona la magnetosfera terrestre, con gli imbuti?). In tal modo si producono radiazioni talmente intense da bombardare pesantemente le lune più interne e danneggiare seriamente le sonde.

Nelle regioni polari di Giove sono state osservate delle emissioni aurorali simili alle aurore polari terrestri, probabilmente dovute a particelle cariche provenienti dal satellite Io, che si muovono nel campo magnetico gioviano emettendo radiazione.

Tuttavia, a differenza delle analoghe terrestri che si manifestano soltanto durante le tempeste magnetiche, le aurore sono fenomeni costanti dell’atmosfera gioviana, anche se sono visibili solo nell’ultravioletto UV.

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Anelli
sì, ma invisibili

• 45 – ANELLI

Il pianeta possiede anche un sistema di anelli molto tenue, invisibile da terra perché poco luminoso (ha infatti un’albedo di 0,5), osservato per la prima volta dalla sonda Voyager 1 nel 1979. L’anello ha queste caratteristiche:

• è largo circa 6.500 km (quanto un raggio terrestre)
• spesso circa 10 km
• si estende da circa 30.000 km fino a 130.000 km di distanza dal pianeta
• è formato da tre parti:
  – l’alone interno (in grigio nell’infografica sottostante)
  – l’anello principale (in rosa)
  – gli anelli gossamer (“di garza”, sottilissimi, in verde e giallo)
• è piuttosto uniforme, composto di particelle di polvere di dimensioni minori di 10 micron
• si è probabilmente formato per disgregazione di micrometeoriti provenienti dalle lune più interne del sistema gioviano, come Metis e Adrastea

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Qualche satellite?
“solo” 97

• 46 – SATELLITI

Giove e Saturno come giganti del Sistema Solare fanno a gara, ma in questo caso Giove sta decisamente perdendo, essendosi fermato a “soli” 97 satelliti, mentre il Signore degli anelli ha fatto uno sprint e si trova ora all’incredibile quota di 274!

Questi satelliti in larga maggioranza sono piccoli: circa 60 satelliti hanno un diametro inferiore a 10 km. I principali, in ordine alfabetico, sono:

• ADRASTEA
• AMALTHEA
• ANANKE
• CALLISTO
• ELARA
• EUROPA
• GANIMEDE
• EMILIA
• IO
• LEDA
• LYSITHEA
• METIS
• PASIPHAE
• SINOPE
• THEBE

Le 4 lune evidenziate, in particolare, sono diventate famose perché meta di varie missioni, ma ancora più perché sono state osservate per la prima volta nel lontano 1610 da Galileo al cannocchiale (sotto, rappresentazioni artistiche NASA).

Sono note da allora come “satelliti galileiani”, e visto che Galileo dedicò la sua scoperta a Cosimo II de Mèdici, esse sono conosciute anche come “satelliti medìcei” (accento sulla prima “i”).

Ecco per te una breve ma bellissima carrellata di astro-fotografie per farti capire quanto in realtà non sia difficile identificarle in cielo con un minimo di addestramento.

DIDASCALIE DESCRITTIVE GALLERIA SOTTOSTANTE
1 – 27/10/2022: Io, Europa, Ganimede e Callisto, credits Dario Orizio
2 – 06/11/2022: Io, Ganimede, Europa e callisto, credits Roberto Ciri GAE
3 – 23/12/2023: satelliti medìcei, credits Dario Orizio
4 – 19/10/2022: Europa e Ganimede, credits Claudio Ciceri

5 – 05/07/2020: dal monte Tranego a 1.950 metri di quota nel comune di Pieve di Cadore verso gli Spalti di Toro del comune di Domegge di Cadore. Credits Alessandra Masi
6 – 10/02/2014: credits Anna Maria Catalano
7 – 08/10/2022: satelliti galileiani, credits Dario Orizio
8 – 22/10/2023: Giove con i suoi satelliti medìcei, credits Luisa Granelli

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Forze mareali

• 47 – FORZE DI MAREA
  Ti ricordo che le forze mareali sono quelle che possono completamente distruggere, frammentandolo, un corpo orbitante che supera un certo limite di distanza detto Limite di Roche.

A causa delle forze mareali che si esercitano tra il pianeta Giove ed i satelliti, la rotazione di Giove sta rallentando e i satelliti stanno lentamente modificando le loro orbite.

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Perturbazioni gravitazionali

• 48 – I “GUARDIANI” DELLA TERRA

Il grandioso campo gravitazionale di Giove influenza il Sistema Solare nella sua struttura:

• perturbando le orbite degli altri pianeti

• “ripulendolo” in parte dai detriti e corpi vaganti che possono colpire i pianeti più interni: Giove e Saturno sono i “guardiani” della Terra, espellendo gran parte degli asteroidi ma anche frenando asteroidi e comete che penetrano nel Sistema Solare interno e permettendo così a questi di rilasciare acqua e composti utili allo sviluppo della vita

• l’azione combinata dei campi gravitazionali di Giove e del Sole, inoltre, stabilizza le orbite di due gruppi di asteroidi troiani

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Gemini North
e
James Webb
prospettive pazzesche

• 49 – GEMINI & WEBB
  Per terminare l’articolo, due foto davvero eccezionali che meritano di essere “cantate” in chiusura tanto sono affascinanti e belle; a questo proposito si è offerto Assurancetourix, il bardo del villaggio di Asterix & Obelix… anzi no, meglio lasciar perdere… 🙂

Ecco qui:

• la prima è un mosaico con le migliori pose del telescopio Gemini North, combinato con i dati di Hubble e Juno per ottenere negli infrarossi IR quasi il “negativo” (a sinistra) della versione visibile di Giove (a destra):
  – le bande ai nostri occhi più chiare (ammoniaca) qui sono molto scure perché formate da nubi molto spesse
  – le bande che nel visibile sono invece scure qui sono più luminose perché formate da nubi meno spesse
  Grazie agli IR riusciamo ad osservare in profondità, cosa che in luce visibile non ci è concessa.

• nella seconda, grazie al telescopio spaziale James Webb, possiamo ammirare negli Infrarossi vicini al visibile (NIR) le aurore permanenti luminosissime, gli anelli, qualche luna (Amalthea punto luminoso a sx, Adrastea dove iniziano gli anelli) e l’ombra di Io a sinistra fuori campo

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Atterrare?

• 50 – ATTERRARE?

Atterrare!??? Ma atterrare dove!!

Ti sembra realisticamente possibile anche solo pensare di “atterrare” in tali condizioni di temperature, pressioni, gravità e tipo di atmosfera, oltre alle fortissime radiazioni emesse?! Una navicella spaziale non potrebbe atterrare su di essa o volare attraverso il pianeta poiché imploderebbe e verrebbe sciolta e vaporizzata (come è successo infatti alla Galileo che è sopravvissuta solo per circa 160 km sotto le nuvole penetrando nella densissima atmosfera…)

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Alla fine,
il PREMIO meritato!

• 51 – PREMIO VIDEO-RELAX

Se ce l’hai fatta ad arrivare fino in fondo complimenti, ti meriti questo magnifico video, 4 minuti e mezzo emozionanti di completa immersione, e ora guarderai Giove di sicuro con occhi diversi, conoscendo meglio il Gigante che veglia su tutti noi.

Inoltre questo video di 12 minuti, pubblicato da V101 SPACE a credit NASA, in inglese, che fa un riepilogo generale di tutto quanto detto, con immagini strepitose come Giove sa regalare, e così ti alleni un po’ con la lingua internazionale. Grazie per avermi seguito, ti aspetto al prossimo post.

Link della Serie

• Nel post panoramico di seguito ti presento insieme tutti i link della Serie “Ma guardati luna, ma quanto sei bella!“
• In quest’altro link invece tutte insieme comodamente le Serie di questo Blog “Le Serie di Blogparsec – a piedi nudi nel parsec”

Credits

• Ringraziamento speciale all’astronomo Roberto Ciri per la disponibilità, la pazienza e l’aiuto tecnico fornito
• Dario Orizio (sua anche l’infografica di copertina)
• Cinzia Abbate
• Teresa Molinaro
• Leonor Ana Hernandez
• Kevin Saragozza
• Anna Maria Catalano
• Katiuscia Pederneschi
• Alessandra Masi
• Damian Peach
• Elena Salvai
• Roberto Ciri
• Claudio Ciceri
• Luisa Granelli
• Roberto Andreotti, Capitan Futuro
• Gianluca Masi, The Virtual Telescope Project
• Ringraziamento agli amici di INSA per il costante sostegno

Link alla Serie

• “Tutto si muove su Giove“, blog Spazio Tempo Luce Energia di Michele Diodati
• Astronomia.com
• sito missione JUNO
• “Il Sistema di Giove e tutti i suoi satelliti” by Andreotti Roberto – INSA
• National Geographic
• Eagle sera, “l’atmosfera di Giove”
• “Non è il Giove che conoscevamo”, Marco Malaspina per MediaInaf
• “La missione della sonda atmosferica”, Astro-link
• “Come si potrebbe immaginare…”, di Vincenzo Orofino per www.vialattea.net
• “I moti convettivi del mantello terrestre”, di Michele Pregliasco
• “I moti convettivi: la fisica illustrata”, di Michele Pregliasco
• “Raffiche a 1.450 km/h nell’atmosfera di Giove”, MediaInaf
• “Struttura dell’atmosfera di Giove”
• “Giove, nomenclatura”, UAI
• “Il vortice su Giove all’incontrario va”, di Eleonora Ferroni per MediaInaf
• “Risolto il mistero dei fulmini su Giove”, di Eleonora Ferroni per MediaInaf
• “Sotto la pelle di Giove”, di Maura Sandri per MediaInaf
• “Fulmini e grandine su Giove”, Astrospace.it
• “Potenti venti stratosferici misurati su Giove per la prima volta”, ESO

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