Un flirt cosmico

Aurora fotografata da Warren Justice, Whirlpool Lake, Riding Mountain National Park, Manitoba, Canada. Strumentazione: Canon 5D 24 mm lenti fl.4.. Fonte Space Weather.com
Aurora fotografata da Warren Justice, Whirlpool Lake, Riding Mountain National Park, Manitoba, Canada.
Strumentazione: Canon 5D 24 mm lenti fl.4.. Fonte Space Weather.com

Quante volte abbiamo osservato le splendide immagini di aurora polari? Qualcuno di noi e’ stato pure fortunato a vederle e a fotografarle.

Non avvengono solo sulla Terra. Anche su altri pianeti si formano le aurore. Su Giove, per esempio.

Hubble Space Telescope cattura questa aurora nel marzo 2007 sul'emisfero nord di Giove. Crediti: NASA/JPL/HST
Hubble Space Telescope cattura questa aurora nel marzo 2007 sul’emisfero nord di Giove. Crediti: NASA/JPL/HST

Tra il 17 e il 21 marzo 2007 l’Hubble Space Telescope ne ha catturata una di grandiosa mentre stava seguendo il fly by della sonda New Horizons (avvenuto il 28 febbraio), quella sonda che quest’anno raggiungerà la sua meta finale, il sistema Plutone-Caronte. L’aurora, catturata dalla camera ultravioletta a bordo di HST denominata Advanced Camera for Survey, aveva un’estensione di centinaia di chilometri e si trovava a circa 250 chilometri al di sopra di quella che possiamo definire “superficie” del pianeta (anche se non esiste una vera e propria linea di demarcazione tra il gas dell’atmosfera e la superficie, trattandosi di un pianeta gassoso). L’aurora viene prodotta da particelle elettricamente cariche emesse da Sole vengono catturate dal campo magnetico del pianeta e interagiscono con gli atomi dell’alta atmosfera gioviana attraverso un processo del tutto simile a quello che si osserva nelle aurore terrestri, tranne per il fatto che il campo magnetico gioviano e’ di parecchi ordini di grandezza più intenso di quello terrestre.

L'aurora nell'emisfero sud del pianeta Giove in luce ultravioletta catturata dalla Advanced Camera for Survey a bordo di HST. Crediti: NASA/JPL/HST
L’aurora nell’emisfero sud del pianeta Giove in luce ultravioletta catturata dalla Advanced Camera for Survey a bordo di HST. Crediti: NASA/JPL/HST

Ma quanto più intenso?

Questa interazione tra le particelle emesse dal Sole e quelle dell’atmosfera gioviana producono delle emissioni estremamente intense. Le immagini nell’ultravioletto permettono di osservarle (ricordiamo che e’ una banda invisibile ad occhio umano). Tipicamente, raggiungono una luminosità 10-100 volte maggiore di quella registrata nelle regioni polari terrestri.

Oltre a Giove, anche su Urano sono state osservate delle aurore. Facciamo un ulteriore balzo, e andiamo a vedere che cosa succede li’.

Il primo tentativo da molto vicino per osservare le aurore su Urano si ebbe durante il flyby della sonda Voyager 2, nel 1986. Urano e’ estremamente lontano, oltre 4 miliardi di chilometri di distanza dalla Terra. Dal 1986 al 2011 Urano venne un pochino dimenticato, o meglio, non si ebbe piu’ loccasione di studiarne la sua magnetosfera con telescopi da terra e dallo spazio. Fino a quando, appunto, HST punto’ il suo potente occhio.

Si tratta di un mondo lontano ma estremamente peculiare per quanto riguarda l’orientazione del suo asse di rotazione. Mentre gli altri pianeti sono più o meno simili a delle trottole in rotazione attorno al Sole, Urano si può pensare a una trottola che e’ stata colpita su un fianco ma che mantiene ancora la sua rotazione.

Che aurore ci sono su Urano? Un pochino peculiari, come lo e’ il pianeta. Sono di breve durata, circa due minuti, e sottoforma di deboli puntini luminosi. Sulla Terra le aurore cambiano posizione e fanno cambiare di colore il nostro cielo, dal verde al viola per molte ore, a seconda della quantità di energia rilasciata durante le interrazioni tra le particelle.

Un confronto tra due immagini dell’aurora su Urano che i ricercatori hanno catturato grazie al Telescopio spaziale Hubble nel novembre 2011. Crediti: Laurent Lamy/HST/NASA.
Un confronto tra due immagini dell’aurora su Urano che i ricercatori hanno catturato grazie al Telescopio spaziale Hubble nel novembre 2011. Crediti: Laurent Lamy/HST/NASA.

Si fa l’ipotesi che l’aspetto delle aurore su Urano sia legato alla singolarità nella rotazione del pianeta e alle caratteristiche del suo asse magnetico. L’asse del campo magnetico e’ non solo spostato dal centro del pianeta, ma anche inclinato di 60 gradi dall’asse di rotazione, un’inclinazione estrema se confrontata con gli 11 gradi di differenza nel caso terrestre. Probabilmente, il campo magnetico di Urano e’ generato da un oceano salato al suo interno. Non si spiegherebbe altrimenti l’asse magnetico fuori centro.

Non solo. Le aurore catturate nel 2011 sono differenti da quelle osservate dal Voyager 2.Quando la sonda spaziale compì il suo flyby col pianeta, Urano era vicino al suo solstizio e il suo asse di rotazione era perciò puntato verso il Sole. In tale configurazione, l’asse magnetico formava un angolo molto grande con la direzione del flusso del vento solare, dando vita a una magnetosfera simile a quella della Terra, sebbene molto più dinamica. Grazie a questa configurazione legata al solstizio, le aurore su Urano durarono molto di più rispetto a quelle osservate da HST, e vennero osservate principalmente nella parte buia, o notturna, del pianeta, proprio come avviene sulla Terra.

Ora, pero’, torniamo sulla Terra. Vorrei raccontare qui una storia legata all’aurora. Non e’ proprio vero. Non saro’ io a raccontarla. E’ una storia che dura tre minuti. Ed e’ una storia che ha del romantico in se’. L’incontro tra Sole e Terra.

Ve la racconta Alessandra Zaino (che attualmente collabora per l’INAF-Osservatorio Astronomico di Brera) e che nei giorni scorsi ha partecipato a FameLab a Bologna. Il racconto inizia al minuto 7.40. La storia si intitola Flirt Cosmico.

E’ un incontro magico, fatto di luci, fatto di emozioni. Un po’ come l’eclissi del 20 marzo che ha richiamato 500 persone a Milano, 300 persone a Bologna, altrettante a Padova. Tutti con gli occhi a guardare un incontro che suscita fascino da millenni. Anche quello delle aurore ha un fascino tutto speciale.

Fonti – Hubble Site – Hubble Monitors Jupiter in Supporto f the New Horizons Flyby 

Altre informazioni su – Space REF – NASA’s Hubble Space Telescope Follows Jupiter’s Aurorae During New Horizons Flyby 

AGU – American Geophysical Union – Uranus Auroras Glimpsed from Earth

Un ringraziamento speciale ad Alessandra Zaino.

Sabrina

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Sabrina

Ph Doctor in Astronomy (University of Padova, Italy). Translator of the Official Comic Book of the International Year of Astronomy 2009 (IYA2009), "The Lives of Galileo" by Fiami. Member of The Climate Summit Italia. 2013- Project GAPS (Global Architecture of Planetary Systems)-HARPS-N at INAF-Osservatorio Astronomico di Padova and Telescopio Nazionale Galileo (TNG)-Fundacion Galileo Galilei (La Palma, Canary Islands).

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