Giove, il gigante del Sistema Solare

A pochi giorni dall'arrivo della sonda Juno, ecco la scienza (e le foto) di Giove.

A cavallo dei mesi di novembre e dicembre del 1973, la sonda Pioneer 10 raggiunse Giove. Per la prima volta, una sonda terrestre si avvicinava al gigante gassoso.
Pioneer ha inviato oltre 500 immagini di Giove. La maggior parte di queste furono scattate da una certa distanza e dunque non coglievano i dettagli del pianeta. Erano molto simili a quelle scattate dai telescopi dalla Terra.

Tuttavia, quelle immagini che furono ottenute nel momento di massima vicinanza (il 4 dicembre 1973) mostravano il pianeta con un dettaglio e una qualità mai raggiunta in precedenza. E non solo la migliore risoluzione permise di scoprire dettagli inediti del pianeta, ma anche il punto di vista, diverso da quello della Terra, ci permise di veder Giove da una prospettiva diversa. Da Terra su può vedere Giove solo come un disco completamente illuminato.

Pioneer 10 invece ci ha permesso per la prima volta di vedere Giove in varie condizioni di illuminazione, come in questa serie di foto (che sembrano a bassa risoluzione, ma per il periodo erano tra le migliori mai realizzate di Giove) dell’alba gioviana.

La sonda Pioneer 11 raggiunse Giove poco dopo la sua Gemella Pioneer 10. Grazie all'esperienza fatta, gli ingegneri della Nasa furono in grado di far passare Pioneer 11, quasi 10 volte più vicino al gigante gassoso rispetto al suo predecessore. Fecero passare la sonda sopra il polo del pianeta per evitare la fascia di radiazioni che in precedenza avevano fatto saltare un paio di strumenti della sonda gemella.
Rispetto alla 10, Pioneer 11 riuscì a scattare foto molto migliori di Giove, come questo ritratto del pianeta gassoso.

Pioneer 10 e 11 ci hanno svelato diversi segreti di Giove. Pioneer 10 ha provato che il pianeta è circondato da un fascia radioattiva molto potente e ha registrato che Giove produce più calore di quanto ne assorbe dal sole. Pioneer 11 ha mappato il pianeta in dettaglio fotografando la famosa Grande Macchia Rossa ed è stato in grado di calcolare la massa di una delle sue lune, Callisto.

Un collage di Giove e dei suoi satelliti osservati da Voyager 1. 

Lanciata nell'estate del 1977, la sonda giunse nell'orbita di Giove il 5 marzo 1979 (ma le foto iniziarono ad arrivare a gennaio).

Le scoperte di Voyager 1 (confermate da Voyager 2 che arrivò nel luglio del '79) furono sorprendenti. In particolare osservò per la prima volta dei vulcani attivi su Io, uno dei quattro satelliti scoperti da Galileo Galilei, vulcani che emettono zolfo.


La più grande tempesta del sistema solare (guarda il multimedia per saperne di più), ripresa da Voyager 1. 

La grande macchia rossa imperversa nell'emisfero meridionale di Giove da almeno 4 secoli, da quando fu osservata per la prima volta al telescopio.

Scoperti nel 1979, al passaggio della Voyager 1, la spiegazione per gli anelli di Giove ha dovuto attendere la sonda Galileo, in orbita attorno al pianeta gassoso dal '95 al 2003.

I dati raccolti hanno poi permesso di capire che gli anelli sono il residuo di impatti tra piccoli meteoriti e le lune più piccole del pianeta, come Adrastea: l'evento vaporizza i meteoriti ma polveri e detriti sfuggono all'attrazione della luna per entrare invece in orbita attorno a Giove. L'immagine mostra un'eclissi di Sole a opera di Giove, fotografata da Galileo: le polveri nell'alta atmosfera gioviana e nella fascia orbitale riflettono la luce del Sole.
 
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# Dieci domande curiose sul Sistema Solare: quante ne sai?

Elaborazione da una serie di scatti dalle fotocamere del telescopio spaziale Hubble. Tra il 16 e il 22 luglio 1994 ventuno frammenti identificabili come parti della cometa Shoemaker-Levy 9 sono precipitati su Giove: è stata la prima volta nella storia che si è potuto prevedere e poi osservare la collisione tra due corpi del Sistema Solare, un evento considerato molto raro. Per quanto riguarda il pianeta gassoso si ritiene infatti che comete di quella grandezza lo colpiscano una volta ogni millennio.
 
Dal telescopio spaziale Hubble: brillamenti solari, fotografie ravvicinate dei pianeti del Sistema Solare, multimedia e molto altro ancora su Focus.it.

Le macchie scure in questa immagine ripresa dal telescopio spaziale Hubble rappresentano aree d'impatto, o di penetrazione, nell'atmosfera di Giove di alcuni dei frammenti della cometa Shoemaker Levy 9. La fotografia è del 22 luglio 1994 ed è uno scatto di poco precedente alla conclusione dell'evento cosmico, ossia della collisione dell'ultimo frammento della cometa.
 
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# Il video della straordinaria impresa della sonda Dawn, che dopo aver studiato per un anno l'asteroide Vesta, il 4 settembre 2012 è partita in direzione del pianeta nano Cerere, dove arriverà nel 2015 dopo un viaggio di miliardi di chilometri.
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Un'immagine dello strato esterno dell'atmosfera di Giove dopo l'impatto del "frammento A" della cometa Shoemaker-Levy 9, ripresa da una delle fotocamere del telescopio spaziale Hubble un'ora e mezza dopo l'impatto.
 
L'area dell'impatto, la striscia scura ingrandita e rielaborata nel riquadro, è ampia migliaia di chilometri. Il frammento della cometa è penetrato nell'atmosfera con un angolo di circa 45° e, secondo gli osservatori, l'area scura potrebbe essere ciò che resta dei gas della coda, espulsi all'indietro lungo il percorso di penetrazione del proiettile cosmico.
 
Per effetto della gravità di Giove, durante il passaggio ravvicinato del luglio del 1992 la cometa Shoemaker-Levy 9 si è spezzata in diversi frammenti identificabili, almeno 21 con un diametro stimato in oltre 2 chilometri, tutti precipitati sul pianeta gassoso - l'ultimo il 22 luglio 1994. L'energia liberata dall'impatto del 16 luglio (questa foto) è stata stimata nell'ordine del milione di megatoni (o di bombe all'idrogeno).
 
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Un lampo, un'esplosione: è quello che hanno osservato nelle ultime ore astronomi e astrofili osservando Giove al telescopio, in attesa del passaggio di due asteroidi in prossimità della Terra... [ leggi su Focus.it la notizia dell'avvistamento di questo nuovo impatto di un asteroide col gigante gassoso del Sistema Solare ]

Partendo da una serie di osservazioni e disegni, l'astronomo Frédéric Burgeot ha elaborato il primo planisfero del pianeta gassoso (foto), una mappa di 40x20 cm. Dai suoi bozzetti, Pascal Chauvet, specialista in animazione digitale, ha poi elaborato il video qui sotto, che propone una animazione precisa dei moti del pianeta e dei satelliti galileiani, Ganimede, Io, Europa, Callisto.
 
 

Giove e i suoi satelliti di fred-burgeot on Vimeo.

Molto piccolo e molto vicino, ma è tutto relativo. Io, uno dei satelliti di Giove, in realtà proprio piccolo non è: con i suoi 3.600 chilometri di diametro, misura pressapoco come la nostra Luna e dista dalle turbolenti nuvole gioviane ben 420.000 chilometri, l'equivalente della distanza tra la Terra e la Luna.
Rispetto alle altre lune galileiane  Europa, Ganimede e Callisto, Io è la più “movimentata”: dalle osservazioni effettuate, si stima che sulla sua superficie possano esserci circa 400 vulcani attivi che scagliano zolfo, gas e materiale piroclastico fino a 500 chilometri nello spazio, creando spettacolari pennacchi a forma di ombrello. Le sue eruzioni sono state immortalate a più riprese dalle sonde che studiano Giove e i suoi satelliti (entrambe le Voyager, la Galileo, la Cassini-Huygens e la New Horizons). Tutta questa attività vulcanica la rende uno dei cinque corpi celesti geologicamente attivi nel sistema solare, insieme alla Terra, Venere, il satellite di Saturno Encelado e il satellite di Nettuno Tritone.

L'immagine del gigante del sistema solare e della sua luna vulcanica è realizzata tramite il montaggio di fotografie scattate dalla sonda New Horizons nei primi mesi del 2007. In particolare, le lunghezze d'onda infrarosse utilizzate per immortalare Giove permettono di evidenziare le diverse quote delle sue nubi, con in blu le nuvole d'alta quota e le nebbie e in rosso le nuvole più profonde. L'ovale bianco-bluastro indica invece la Grande Macchia Rossa.

 Io invece è ritratta in true-color e l'immagine mostra una grande eruzione in corso del vulcano Tvashtar, sul lato notturno della luna. La lava incandescente colora di rosso la sua superficie buia sotto un alto pennacchio vulcanico, la cui cima viene illuminata dai raggi solari.

Tutte le lune del sistema solare: scoprile qui.
Alla ricerca della vita sulla luna di Giove.

Che cosa sta succedendo sotto la superficie di Io? Il pennacchio di gas solforosi visibile nella parte alta di quest'immagine composita registrata dalla sonda Galileo (in orbita intorno al corpo celeste fino al 2003) parla chiaro: in quanto ad attività geologica la luna di Giove è tra i satelliti più irrequieti di tutto il Sistema Solare e le cause di questa vivacità sono ancora da approfondire. Recenti studi dei ricercatori dell'Università della California hanno rivelato che sotto alla crosta superficiale di Io è presente un oceano di lava profondo 50 chilometri. Si calcola che attraverso le bocche presenti sul suolo del satellite gioviano erutti ogni anno una quantità di lava 100 volte superiore a quella emessa nello stesso periodo da tutti vulcani terrestri messi insieme.
Altre foto e curiosità su Giove e le sue lune

[E. I.]

Foto: © Galileo Project, JPL, NASA

Io, satellite galileiano di Giove, fluttua sul pianeta in questa immagine catturata il 1° gennaio 2001 dalla strumentazione della sonda Cassini, due giorni dopo il suo avvicinamento al gigante gassoso del Sistema Solare.
 
L'immagine è fuorviante: la sonda si trova a 10 milioni di chilometri dal pianeta e ci sono circa 350.000 chilometri tra Io e la parte più esterna dell'atmosfera di Giove, due volte e mezza il diametro di Giove stesso.
 
Rispetto a Giove, Io si trova dunque più o meno alla stessa distanza che ci separa dalla Luna, di cui condivide approssimativamente anche le dimensioni, circa 3.600 chilometri di diametro: bastano queste due misure a dare un'idea dell'immensità del pianeta gassoso e di come apparirebbe a un ipotetico visitatore dalla superficie del suo satellite.
 
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Come il più prolifico dei turisti giapponesi, anche la sonda New Horizons approfitta di ogni occasione per scattare fotografie durante le tappe intermedie del suo lungo viaggio che la porterà alla periferia del Sistema Solare. Ecco infatti Giove e la sua luna Io. La foto è un montaggio di immagini scattate in varie bande dell’infrarosso. Per questo motivo la Grande Macchia Rossa del pianeta è bianca.

La luna, invece, è stata ripresa alla luce naturale in un momento particolarmente fortunato: il vulcano Tvashtar stava eruttando e si può notare – nell’ingrandimento – il fiume di lava rossa.

La sonda New Horizons si sta dirigendo verso Plutone che incontrerà nel luglio del 2015. Continuerà poi la sua esplorazione verso la fascia di Kuiper.

Giove così non l'avete visto mai. Questa mappa del pianeta infatti è la più dettagliata mai ottenuta. Al centro è visibile il polo sud, mentre i bordi sono disegnati dall'equatore. Grazie all'accuratezza dell'immagine, ottenuta dalla sonda Cassini, sono visibili le bande parallele rosso-marrone e bianche, il Grande Punto Rosso (in alto a sinistra) e regioni particolarmente caotiche con ovali bianchi e molti piccoli vortici. Appaiono anche molte nuvole che sono sagomate a onde a causa dei venti e turbolenze che spazzano il pianeta ad altissime velocità (oltre i 180 chilometri all'ora).

Quando gli astronomi hanno osservato il pianeta Giove così "maculato", hanno capito di trovarsi di fronte ad un evento abbastanza raro, che capita una o due volte ogni decennio. Si tratta infatti di una tripla eclisse delle tre grandi lune del pianeta, Io, Ganimede e Callisto, la cui ombra si è proiettata sulla superficie colorata di Giove, le cui sfumature pastello sono dovute all'acquisizione della foto in luce quasi infrarossa, vale a dire NIR (Near Infrared), cioè nella regione dello spettro elettromagnetico compresa tra i 700 nm e i 2500 nm.

Nell'immagine ingrandita sono chiaramente visibili le due lune, Io (al centro) e Ganimede (a destra, in alto), mentre Callisto è fuori campo. L'evento è stato colto dal telescopio Hubble il 28 marzo scorso.

Ha fatto il suo lavoro per tanti anni ed ora ha chiuso definitivamente l'occhio indagatore laddove la sua avventura era "cominciata". Parliamo della sonda spaziale Galileo lanciata il 20 ottobre 1989 e arrivata nel sistema di Giove nel dicembre del 1995. Obiettivo: studiare e raccogliere dati sul pianeta Giove e le sue lune.

Il 21 settembre 2003 è stato il suo ultimo giorno di attività: la sonda infatti è precipitata sul pianeta gassoso. Il sacrificio di Galileo, programmato dallo stesso ente spaziale statunitense che l'ha progettato, è stato necessario a causa della probabile collisione con Europa, uno dei principali satelliti del pianeta Giove. Dal lancio all'impatto finale Galileo ha percorso 4,631,778,000 chilometri.

Nell'illustrazione (© Nasa), l'incontro della sonda col satellite Io.

Così appariva Giove nella lunghezza dell'infrarosso la notte del 17 agosto 2008. L'immagine in falsi colori è il risultato della combinazione di una serie di foto scattate nell'arco di 20 minuti con tre diversi filtri.

La grande macchia rossa del pianeta non è visibile in questa immagine perché si trovava sull'altra faccia durante le osservazioni.

Gli insoliti colori, diversi da quelli che siamo abituati ad osservare su Giove sono dati appunto dalla scelta della banda degli infrarossi. Il bagliore bluastro visibile vicino ai poli del pianeta è generato dall'interazione di particelle elettricamente cariche con il campo magnetico di Giove.
 


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Ruotando, Giove strappa, con il suo campo magnetico, circa una tonnellata di materiale gassoso dall'atmosfera di Io ogni secondo: questo materiale, ionizzato dal campo magnetico del pianeta, forma intorno a Giove una nube di intense radiazioni, chiamata toroide di plasma.

Alcuni ioni di questo "anello" sono spinti nell'atmosfera gioviana lungo le linee di forza del suo campo magnetico, e originano spettacolari aurore intorno ai poli del pianeta.

Nella foto, Io vicino all'emisfero sud di Giove.

Ganimede, uno dei satelliti di Giove con i suoi 5270 km di diametro è il più grande satellite del nostro sistema solare. Osservato per la prima volta da Galileo nel 1610 con il cannocchiale confermò in maniera definitiva le teorie eliocentriche dell'astronomo fiorentino. Più grande di Mercurio e tre volte più grande della nostra Luna, ha un campo magnetico così intenso da far ritenere che abbia al suo interno un cuore di metallo liquido. Secondo le più recenti osservazioni potrebbe ospitare un oceano di acqua allo stato liquido chiuso sotto due strati di ghiaccio a circa 200 km di profondità.

Dal 22 marzo 2004 e per le successive due settimane, tutti e cinque i pianeti visibili dalla Terra (Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno) e la Luna sono rimasti allineati e visibili in cielo uno sopra l'altro, un'ora dopo il tramonto del sole. Questa foto è stata scattata il 23 marzo 2004 alle 20.05.

L'artista e scrittore americano Ron Miller si è divertito a far scomparire il nostro satellite per sostituirlo con i vari pianeti del Sistema Solare, mantenendo intatte proporzioni, colori e caratteristiche atmosferiche di ogni corpo celeste. Ecco che effetto farebbe se ci fosse Giove.

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A cavallo dei mesi di novembre e dicembre del 1973, la sonda Pioneer 10 raggiunse Giove. Per la prima volta, una sonda terrestre si avvicinava al gigante gassoso.
Pioneer ha inviato oltre 500 immagini di Giove. La maggior parte di queste furono scattate da una certa distanza e dunque non coglievano i dettagli del pianeta. Erano molto simili a quelle scattate dai telescopi dalla Terra.

Tuttavia, quelle immagini che furono ottenute nel momento di massima vicinanza (il 4 dicembre 1973) mostravano il pianeta con un dettaglio e una qualità mai raggiunta in precedenza. E non solo la migliore risoluzione permise di scoprire dettagli inediti del pianeta, ma anche il punto di vista, diverso da quello della Terra, ci permise di veder Giove da una prospettiva diversa. Da Terra su può vedere Giove solo come un disco completamente illuminato.

Pioneer 10 invece ci ha permesso per la prima volta di vedere Giove in varie condizioni di illuminazione, come in questa serie di foto (che sembrano a bassa risoluzione, ma per il periodo erano tra le migliori mai realizzate di Giove) dell’alba gioviana.