Red Hanuman
15-04-2014, 18:59
UNA TEMPESTA SORPRENDENTEMENTE STABILE
Il cuore di Saturno fa girare l’Esagono
L’Esagono di Saturno, il vortice nuvoloso persistente al polo Nord del pianeta, è rimasto sostanzialmente uguale in più di trent’anni. Un fenomeno atmosferico, senza paragoni nel Sistema Solare, che potrebbe affondare le radici nella parte più interna del gigante gassoso
di Stefano Parisini
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L’Esagono di Saturno in un’immagine ripresa dallo strumento ISS a bordo della sonda Cassini il 26 febbraio 2013. Crediti: Planetary Sciences Group UPV/EHU – Cassini NASA/ESA
Nel 1980 e 1981 le sonde Voyager 1 e 2 hanno per la prima volta osservato da vicino Saturno. Tra le numerose scoperte, una gigantesca e peculiare formazione di nubi in circolazione attorno al polo Nord del pianeta, con un contorno marcatamente esagonale. Le immagini dei Voyager mostravano che, mentre venti a 400 km orari alimentavano impetuose correnti a getto interne, il bordo esagonale rimaneva piuttosto fisso rispetto alla circolazione atmosferica complessiva del pianeta. Un fenomeno unico nel Sistema Solare, sia per conformazione che per persistenza.
Sono passati più di trent’anni, ma Saturno ha completato nel frattempo un solo giro intorno al Sole, con un lento avvicendarsi di stagioni che hanno consegnato l’Esagono alle lunghe tenebre della notte polare, durata oltre sette anni. Soltanto dal 2008 è stato possibile osservarlo di nuovo in tutta la sua regolare stranezza.
Un gruppo di ricerca internazionale, guidato da Agustín Sánchez-Lavega del Planetary Sciences Group all’Università dei Paesi Baschi (UPV/EHU), ha raccolto in questi ultimi sei anni immagini del polo Nord di Saturno dalla sonda Cassini e da telescopi terrestri, in particolari quelli dell’Osservatorio di Calar Alto, analizzandole minuziosamente e confrontandole sia con le precedenti osservazioni Voyager, che con le immagini riprese dal telescopio spaziale Hubble e da altri telescopi terrestri all’inizio degli anni Novanta. Come risultato, in un articolo che ha guadagnato la copertina di un recente numero della rivista Geophysical Research Letters, i ricercatori spiegano che il moto dell’Esagono è ancora estremamente stabile, e anche le correnti a getto sono sostanzialmente inalterate. Non c’è che dire: come tempesta, è piuttosto monotona. Proprio per questo, gli scienziati faticano a trovarne le cause e, al momento, non sono ancora riusciti a sviluppare un modello fluidodinamico che spieghi l’origine e la stabilità dell’Esagono.
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Mappa del polo Nord di Saturno che mostra la struttura esagonale: (A) Cassini ISS (2009); (B) Dettaglio delle nuvole all’interno dell’Esagono, Cassini ISS (2008); (C) Telescopio da 2,2 metri di Calar Alto con AstraLux (2013). Crediti: Planetary Sciences Group UPV/EHU-Cassini NASA/ESA.
Le osservazioni ravvicinate della sonda Cassini hanno mostrato come l’Esagono sia indipendente dalla presenza o meno del vortice centrale, vortice che in precedenza veniva indicato come causa principale della sua geometria. Gli autori dello studio propongono come possibile spiegazione che l’Esagono e le sue correnti siano legati a una “onda di Rossby”, simile a quelle che si formano nell’atmosfera terrestre a medie latitudini e che convogliano i sistemi di bassa e alta pressione abitualmente rappresentati nelle mappe meteorologiche.
Su Saturno, un pianeta gassoso privo di una vera superficie solida e con una atmosfera più profonda di un oceano, ci si può aspettare che “l’ondulazione esagonale della corrente a getto possa propagarsi in direzione verticale, la qual cosa fornirebbe informazioni sulla parte nascosta dell’atmosfera”, ha spiegato Sánchez Lavega. “Il moto dell’Esagono può essere legato, quindi, al movimento delle parti più profonde di Saturno, e il periodo di rotazione di questo schema nuvoloso, determinato come 10 ore 39 minuti e 23 secondi, sarebbe il periodo di rotazione di Saturno stesso”. Un’idea, quest’ultima, già avanzata nel 1990 e che ora trova altri fautori della sua validità.
In definitiva, ciò che emerge dalla ricerca è che una manifestazione atmosferica potrebbe essere la migliore testimone della struttura interna del pianeta, ancora non ben conosciuta. “Ci sono fondamentalmente due ragioni che supportano l’idea che l’Esagono sia radicato all’interno di Saturno”, ha puntualizzato Santiago Pérez-Hoyos del Planetary Sciences Group – UPV/EHU. “Primo, l’Esagono è sopravvissuto alla lunga notte polare, in cui si sono verificati forti cambiamenti d’insolazione. Secondo, la rotazione estremamente stabile delle onde dimostra una gigantesca inerzia, la quale presumibilmente richiede una quantità di massa più ampia di quella che possiamo osservare nella parte alta dell’atmosfera. Tuttavia, rimangono ancora molti punti da chiarire per arrivare a comprendere come la rotazione dell’Esagono di Saturno sia relazionata alla rotazione del pianeta medesimo”.
Riferimenti:
A. Sánchez-Lavega, T. del Río-Gaztelurrutia, R. Hueso, S. Pérez-Hoyos, E. García-Melendo, A. Antuñano, I. Mendikoa, J. F. Rojas, J. Lillo, D. Barrado-Navascués, J. M. Gomez-Forrellad, C. Go, D. Peach, T. Barry, D. P. Milika, P. Nicholas, and A. Wesley. “The long-term steady motion of Saturn’s hexagon and the stability of its enclosed jet stream under seasonal changes”, Geophysical Research Letters (http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/%28ISSN%291944-8007), Vol. 41, 1425-1431 (2014).
L’esagono di Saturno fotografato in HD da Cassini in questo precedente servizio su INAF-TV:
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=Jh-Qknx-n2Q
Articolo originale QUI (http://www.media.inaf.it/2014/04/15/il-cuore-di-saturno-fa-girare-lesagono/).
Il cuore di Saturno fa girare l’Esagono
L’Esagono di Saturno, il vortice nuvoloso persistente al polo Nord del pianeta, è rimasto sostanzialmente uguale in più di trent’anni. Un fenomeno atmosferico, senza paragoni nel Sistema Solare, che potrebbe affondare le radici nella parte più interna del gigante gassoso
di Stefano Parisini
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L’Esagono di Saturno in un’immagine ripresa dallo strumento ISS a bordo della sonda Cassini il 26 febbraio 2013. Crediti: Planetary Sciences Group UPV/EHU – Cassini NASA/ESA
Nel 1980 e 1981 le sonde Voyager 1 e 2 hanno per la prima volta osservato da vicino Saturno. Tra le numerose scoperte, una gigantesca e peculiare formazione di nubi in circolazione attorno al polo Nord del pianeta, con un contorno marcatamente esagonale. Le immagini dei Voyager mostravano che, mentre venti a 400 km orari alimentavano impetuose correnti a getto interne, il bordo esagonale rimaneva piuttosto fisso rispetto alla circolazione atmosferica complessiva del pianeta. Un fenomeno unico nel Sistema Solare, sia per conformazione che per persistenza.
Sono passati più di trent’anni, ma Saturno ha completato nel frattempo un solo giro intorno al Sole, con un lento avvicendarsi di stagioni che hanno consegnato l’Esagono alle lunghe tenebre della notte polare, durata oltre sette anni. Soltanto dal 2008 è stato possibile osservarlo di nuovo in tutta la sua regolare stranezza.
Un gruppo di ricerca internazionale, guidato da Agustín Sánchez-Lavega del Planetary Sciences Group all’Università dei Paesi Baschi (UPV/EHU), ha raccolto in questi ultimi sei anni immagini del polo Nord di Saturno dalla sonda Cassini e da telescopi terrestri, in particolari quelli dell’Osservatorio di Calar Alto, analizzandole minuziosamente e confrontandole sia con le precedenti osservazioni Voyager, che con le immagini riprese dal telescopio spaziale Hubble e da altri telescopi terrestri all’inizio degli anni Novanta. Come risultato, in un articolo che ha guadagnato la copertina di un recente numero della rivista Geophysical Research Letters, i ricercatori spiegano che il moto dell’Esagono è ancora estremamente stabile, e anche le correnti a getto sono sostanzialmente inalterate. Non c’è che dire: come tempesta, è piuttosto monotona. Proprio per questo, gli scienziati faticano a trovarne le cause e, al momento, non sono ancora riusciti a sviluppare un modello fluidodinamico che spieghi l’origine e la stabilità dell’Esagono.
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Mappa del polo Nord di Saturno che mostra la struttura esagonale: (A) Cassini ISS (2009); (B) Dettaglio delle nuvole all’interno dell’Esagono, Cassini ISS (2008); (C) Telescopio da 2,2 metri di Calar Alto con AstraLux (2013). Crediti: Planetary Sciences Group UPV/EHU-Cassini NASA/ESA.
Le osservazioni ravvicinate della sonda Cassini hanno mostrato come l’Esagono sia indipendente dalla presenza o meno del vortice centrale, vortice che in precedenza veniva indicato come causa principale della sua geometria. Gli autori dello studio propongono come possibile spiegazione che l’Esagono e le sue correnti siano legati a una “onda di Rossby”, simile a quelle che si formano nell’atmosfera terrestre a medie latitudini e che convogliano i sistemi di bassa e alta pressione abitualmente rappresentati nelle mappe meteorologiche.
Su Saturno, un pianeta gassoso privo di una vera superficie solida e con una atmosfera più profonda di un oceano, ci si può aspettare che “l’ondulazione esagonale della corrente a getto possa propagarsi in direzione verticale, la qual cosa fornirebbe informazioni sulla parte nascosta dell’atmosfera”, ha spiegato Sánchez Lavega. “Il moto dell’Esagono può essere legato, quindi, al movimento delle parti più profonde di Saturno, e il periodo di rotazione di questo schema nuvoloso, determinato come 10 ore 39 minuti e 23 secondi, sarebbe il periodo di rotazione di Saturno stesso”. Un’idea, quest’ultima, già avanzata nel 1990 e che ora trova altri fautori della sua validità.
In definitiva, ciò che emerge dalla ricerca è che una manifestazione atmosferica potrebbe essere la migliore testimone della struttura interna del pianeta, ancora non ben conosciuta. “Ci sono fondamentalmente due ragioni che supportano l’idea che l’Esagono sia radicato all’interno di Saturno”, ha puntualizzato Santiago Pérez-Hoyos del Planetary Sciences Group – UPV/EHU. “Primo, l’Esagono è sopravvissuto alla lunga notte polare, in cui si sono verificati forti cambiamenti d’insolazione. Secondo, la rotazione estremamente stabile delle onde dimostra una gigantesca inerzia, la quale presumibilmente richiede una quantità di massa più ampia di quella che possiamo osservare nella parte alta dell’atmosfera. Tuttavia, rimangono ancora molti punti da chiarire per arrivare a comprendere come la rotazione dell’Esagono di Saturno sia relazionata alla rotazione del pianeta medesimo”.
Riferimenti:
A. Sánchez-Lavega, T. del Río-Gaztelurrutia, R. Hueso, S. Pérez-Hoyos, E. García-Melendo, A. Antuñano, I. Mendikoa, J. F. Rojas, J. Lillo, D. Barrado-Navascués, J. M. Gomez-Forrellad, C. Go, D. Peach, T. Barry, D. P. Milika, P. Nicholas, and A. Wesley. “The long-term steady motion of Saturn’s hexagon and the stability of its enclosed jet stream under seasonal changes”, Geophysical Research Letters (http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/%28ISSN%291944-8007), Vol. 41, 1425-1431 (2014).
L’esagono di Saturno fotografato in HD da Cassini in questo precedente servizio su INAF-TV:
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=Jh-Qknx-n2Q
Articolo originale QUI (http://www.media.inaf.it/2014/04/15/il-cuore-di-saturno-fa-girare-lesagono/).