Spazio

L'atmosfera di Io, satellite di Giove

L'atmosfera di Io, prodotta da un'intensa attività vulcanica, collassa e si espande al ritmo regolare della sua orbita attorno a Giove.

Un gruppo di ricercatori dell'SwRI, il Southwest Research Institute (in Texas) ha studiato i cambiamenti atmosferici che avvengono su una luna di Giove, Io (uno dei quattro satelliti galileiani, insieme a Europa, Ganimede, Callisto), particolarmente attiva dal punto di vista vulcanico.

Lo studio ha messo in luce un meccanismo complesso: l’atmosfera di Io si gonfia e si sgonfia con un ritmo ben preciso. La causa di questo interminabile e infernale yo-yo è Giove, che mette in ombra il satellite al ritmo della sua orbita determinando una ciclica variazione della temperatura superficiale della luna.

Il ciclo dell'atmosfera di Io. In alto a sinistra: Io è in pieno Sole e la sua atmosfera è espansa. Al centro: all'inizio della "notte" di Io, nell'ombra di Giove, l'anidride solforosa inizia a collassare fino a cadere quasi del tutto in forma di brina. Il ciclo dura un "giorno" di Io, equivalente a 1,7 giorni terrestri (clicca sull'immagine per ingrandirla). © SwRI

Luce e buio. L’atmosfera di Io è composta principalmente da anidride solforosa (SO2), prodotta dalle emissioni vulcaniche, che resta in sospensione nell'atmosfera quando Io è illuminato dal Sole e precipita sulla superficie quando invece entra nel cono d’ombra di Giove per sublimare di nuovo (ossia passa dallo stato solido a gas) all'inizio del "giorno" successivo.

Costantine Tsang, coordinatore dello studio, è particolarmente soddisfatto del risultato, perché «è la prima volta che si riesce a osservare questo fenomeno direttamente, e questo migliora di molto la comprensione di quel che avviene attorno a Io». Le ricerche sono state condotte utilizzando il Gemini North, un telescopio ottico da otto metri sul Mauna Kea (Hawaii).

Vulcanico! I dati raccolti mostrano che l’atmosfera del satellite inizia a "sgonfiarsi" quando le temperature scendono sotto i -170 °C, durante l’eclisse che si verifica una volta ogni 1,7 giorni terrestri. In piena eclissi l’atmosfera collassa quasi completamente, trasformandosi in brina che avvolge tutto il satellite. Nel momento in cui Io ritorna alla luce del Sole la brina sublima e l’atmosfera torna a "gonfiarsi".

«È l’attività vulcanica a produrre l'anidride solforosa, ma è il Sole a controllare la pressione dell’atmosfera, determinando i cicli di collasso ed espansione del gas. Un fenomeno che era stato già ipotizzato, ma che solo ora si è riusciti ad osservare», ha sottolineato John Spencer (SwRI), coautore dello studio.

Io è il corpo del Sistema Solare con maggiore attività vulcanica, dovuta alle forze di marea che esercita l’immensa forza di gravità di Giove. Alcuni vulcani producono pennacchi di gas a forma di ombrello che si innalzano fino a 450 chilometri dalla superficie: le maggiori eruzioni terrestri note hanno innalzato gas e polveri al massimo fino a 30 chilometri.

4 agosto 2016 Luigi Bignami
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