a Giove tabellare
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Giove (dal latino Iove, ablativo di Iuppiter) è il quinto pianeta del sistema solare in ordine di distanza dal Sole, il più massiccio di tutto il sistema planetario: la sua massa corrisponde infatti a 2,468 volte la somma di quelle di tutti gli altri pianeti messi insieme. È classificato, al pari di Saturno, Urano e Nettuno, come gigante gassoso. A causa delle sue dimensioni e della composizione simile a quella solare, Giove è stato considerato per lungo tempo una "stella fallita": in realtà, solamente se avesse avuto l'opportunità di accrescere la propria massa sino a 75-80 volte quella attuale, il suo nucleo avrebbe ospitato le condizioni necessarie di temperatura e pressione per innescare le reazioni di fusione nucleare dell'idrogeno in elio, il che avrebbe reso il sistema solare un sistema stellare binario. La grande forza di gravità di Giove
contribuisce, assieme a quella del Sole,
a plasmare le principali strutture del sistema solare, in quanto la sua
attrazione bilancia le orbite degli altri pianeti ed il suo immane
pozzo gravitazionale "ripulisce"
il sistema dai detriti vaganti che viaggiano nelle sue vicinanze,
che altrimenti rischierebbero di andare ad impattare contro i pianeti più
interni.
La scoperta dei satelliti medicei e quella delle fasi di Venere, complete come quelle della Luna [ Galilei ], fu la dimostrazione definitiva del superamento della teoria tolemaico-aristotelica, secondo cui tutto il cosmo gravitava attorno alla Terra. Il sistema Tychonico, identico a quello di Copernico, ma col sistema di riferimento fissato sulla Terra ( il Sole orbita attorno alla Terra e i pianeti orbitano attorno a Sole ) non fu scalfito. La scoperta delle lune gioviane, assieme alle altre esposte nel Sidereus Nuncius, valse a Galilei una grande fama, tanto che nel 1611 papa Paolo V lo accolse trionfalmente a Roma, e il principe Federico Cesi lo rese membro della Accademia dei Lincei, da lui fondata otto anni prima. L'astronomo Gian Domenico Cassini, utilizzando un nuovo telescopio, scoprì che la superficie di Giove era uno sferoide oblato. Egli riuscì poi a determinarne il periodo di rotazione, e nel 1690 scoprì che l'atmosfera è soggetta a una rotazione differenziale. L'astronomo italiano è inoltre accreditato come lo scopritore, assieme, ma indipendentemente, a Robert Hooke, della Grande Macchia Rossa. Cassini stese precise effemeridi dei quattro satelliti galileiani, al punto di poter basare sulle reciproche occultazioni il calcolo preciso della longitudine. Fu con questo metodo che egli cartografò tutto il terrirorio francese. Nel trentennio 1670-1700, Cassini osservò che, se la Terra è in allontanamento da Giove, il satellite "Io" dopo una trentina di emersioni dall'ombra di Giove, fa registrare un ritardo di circa un quarto d'ora ripetto al moto sinodico teorico. Cassini intuì che, supponendo la velocità della luce finita, la casua del ritardo poteva essere il fatto che tra la prima orbita e la trentesima la Terra si era nel frattemo allontanata di molto. Ma osservazioni degli altri satelliti, che apparentemente non corrispondevano a questa idea, lo condussero ad opporsi a quella ipotesi. L'astronomo danese Ole Rømer capì le ragioni della apparente mancata corrispondenza, e stimò la velocità finita della luce in termini di tempo di attraversamento di 2 unità astronomiche in circa 22 minuti. .
Nel periodo compreso tra
il 16 e il 22 luglio 1994 oltre
20 frammenti
provenienti dalla cometa Shoemaker-Levy
9 collisero
con Giove
in corrispondenza del suo emisfero australe; fu la prima osservazione diretta
della collisione tra due oggetti del sistema solare. L'impatto fu molto
importante in quanto permise di ottenere importanti dati sulla composizione
dell'atmosfera gioviana.
Questa immagine è stata presa a 1,65 micron, una lunghezza d'onda sensibile alla luce solare riflessa dalla elevata in atmosfera di Giove, e si vede sia il centro luminoso della cicatrice che le macerie al suo nord-ovest. « Potrebbe essere stato l'impatto di una cometa, ma non sappiamo ancora con sicurezza», ha detto Orton. « È stato il turbinio di un giorno, e, sorprendentemente, nell'anniversario della Shoemaker-Levy 9 e di Apollo ». z
Dal 1973 diverse sonde hanno compiuto dei sorvoli ravvicinati ( fly-by ) del pianeta. Le sonde Voyager (1 e 2) permisero inoltre di scoprire gli anelli di Giove e otto ulteriori satelliti naturali precedentemente sconosciuti. Le Voyager rintracciarono la presenza di un toroide di plasma ed atomi ionizzati in corrispondenza dell'orbita di Io, sulla cui superficie furono scoperti molti vulcani, alcuni dei quali nell'atto di eruttare.
La caratteristica sicuramente più nota di Giove pianeta è la Grande Macchia Rossa (GRS, dall'inglese Great Red Spot), una vasta tempesta anticiclonica posta a 22° sotto l'equatore del pianeta; le prime fonti certe su di essa risalgono al 1831, ma si fa risalire la sua scoperta almeno al 1665, da parte di Cassini e Hooke. La tempesta è abbastanza grande da essere visibile già con telescopi amatoriali. La formazione presenta un aspetto ovale e ruota in senso antiorario con un periodo di circa 6 giorni. Le sue dimensioni, piuttosto variabili, sono 24-40.000 km per 12-14.000 km: è quindi abbastanza grande da contenere due o tre pianeti della grandezza della Terra. Le indagini infrarosse hanno mostrato che la
tempesta è più fredda
rispetto alle zone circostanti, segno
che si trova più
in alto rispetto ad esse: lo strato più
alto di nubi della GRS svetta di circa
8 km sugli
strati circostanti.
La Macchia varia notevolmente in gradazione, dal rosso mattone al salmone pastello, ed anche al bianco; non è ancora noto cosa determini la colorazione rossa della macchia. Alcune teorie, supportate dai dati sperimentali, suggeriscono che il colore possa essere causato dai medesimi cromofori, presenti però in quantità differenti, che conferiscono la caratteristica colorazione al resto dell'atmosfera gioviana. Non si sa se i cambiamenti manifestati siano il
risultato di normali fluttuazioni periodiche dalla Macchia, né tantomeno
per quanto ancora essa durerà;
Giove presenta degli ovali bianchi (detti WOS, acronimo di White Oval Spots, Macchie Ovali Bianche), assieme ad altri marroni; si tratta tuttavia di tempeste minori transitorie, per questo prive di una denominazione. Gli ovali bianchi sono in genere composti da nubi relativamente fredde poste nell'alta atmosfera; gli ovali marroni sono invece più caldi, e si trovano ad altezze medie. La durata di queste tempeste si aggira indifferentemente tra poche ore o molti anni. Nel 2000, nell'emisfero australe del pianeta, si è originata dalla coalescenza di tre ovali biancastri una formazione simile alla GRS, ma di dimensioni più piccole. Denominata tecnicamente Ovale BA, la formazione ha subito un'intensificazione dell'attività e un cambiamento di colore dal bianco al rosso, che le è valso il soprannome di Red Spot Junior.
L'atmosfera superiore di Giove è composta in volume da un 88-92% di idrogeno molecolare e da un 8-12% di elio. Queste percentuali cambiano se si tiene in considerazione la proporzione delle masse dei singoli elementi; la composizione in massa dell'atmosfera gioviana è quindi 75% di idrogeno e 24% di elio, mentre il restante 1% è costituito da altri elementi e composti presenti in quantità molto più esigue. La composizione atmosferica varia leggermente man mano che si procede verso le regioni interne del pianeta, date le alte densità in gioco: alla base dell'atmosfera si ha quindi un 71% in massa di idrogeno, un 24% di elio e il restante 5% di elementi più pesanti e composti ( metano, vapore acqueo, ammoniaca, composti del silicio, carbonio, etano, acido solfidrico, neon, ossigeno, fosforo e zolfo ). Nelle regioni più esterne dell'atmosfera sono inoltre presenti dei consistenti strati di cristalli di ammoniaca solida, con tracce di idrocarburi; si ipotizza anche la presenza di acqua nelle nubi degli strati più profondi dell'atmosfera. Le proporzioni atmosferiche di idrogeno ed elio sono molto vicine a quelle riscontrate nel Sole e teoricamente predette per la nebulosa solare primordiale.
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Le correnti elettriche all'interno del mantello di idrogeno metallico generano un campo magnetico dipolare, inclinato di 10° rispetto all'asse di rotazione del pianeta, che raggiunge un'intensità variabile tra 4,2 gauss all'equatore, e 13 gauss ai poli, il che lo rende il più intenso campo magnetico del sistema solare (con l'eccezione di quello nelle macchie solari). Esso è 14 volte superiore al campo geomagnetico. Il campo magnetico di Giove preserva la sua atmosfera dalle interazioni col vento solare deflettendolo e creando una regione appiattita, la magnetosfera, costituita da un plasma di composizione molto differente da quello del vento solare. La magnetosfera di Giove è la più grande e potente fra tutte le magnetosfere dei pianeti del sistema solare, nonché la struttura più grande del sistema solare stesso non appartenente al Sole: si estende infatti nel sistema solare esterno per molte volte il raggio di Giove e raggiunge un'ampiezza massima che può superare l'orbita di Saturno. Se fosse visibile ad occhio nudo dalla Terra, avrebbe un'estensione apparente superiore al diametro della Luna Piena, nonostante la sua grande distanza. La magnetosfera gioviana è convenzionalmente divisa in tre parti: la magnetosfera interna, intermedia ed esterna. La magnetosfera interna è situata ad una distanza inferiore a 10 raggi gioviani (RJ) dal pianeta; il campo magnetico al suo interno rimane sostanzialmente dipolare, poiché ogni contributo proveniente dalle correnti che fluiscono dal plasma magnetosferico equatoriale risulta piccolo. Nelle regioni intermedie
(tra 10 e 40 RJ) ed esterne
(oltre 40 RJ) il campo magnetico non è più dipolare e risulta
seriamente disturbato dalle sue interazioni
col plasma solare.
Il satellite galileiano "Io", noto per la sua intensa attività vulcanica, contribuisce ad alimentare la magnetosfera gioviana generando un importante toroide di plasma, che carica e rafforza il campo magnetico formando così la struttura chiamata magnetodisk. Ne consegue che la magnetosfera gioviana, a dispetto di quella terrestre, sia alimentata dal pianeta stesso e da un satellite piuttosto che dal vento solare. Le forti correnti che circolano nella magnetosfera danno origine a delle intense fasce di radiazione simili alle fasce di Van Allen terrestri, ma migliaia di volte più potenti; queste forze generano delle aurore perenni attorno ai poli del pianeta ed intense emissioni radio. L'interazione delle particelle energetiche con la superficie delle lune galileiane maggiori influenza notevolmente le loro proprietà chimiche e fisiche, ed entrambi influenzano e sono influenzati dal particolare moto del sottile sistema di anelli del pianeta. Ad una distanza media di 75 RJ (compresa tra circa
45 e 100 RJ a seconda del periodo del ciclo solare) dalla sommità
delle nubi del pianeta è presente una
lacuna tra il plasma del vento solare e il plasma magnetosferico,
che prende il nome di magnetopausa.
Al di là di essa, ad una distanza media di 84 RJ dal pianeta, si
trova il bow shock,
il punto in cui il flusso del vento viene deflesso dal campo magnetico.
Immagine ultravioletta di un'aurora gioviana ripresa dal telescopio Hubble; i tre punti sono generati, rispettivamente, dalle interazioni di Io, Ganimede ed Europa; la fascia di radiazione più intensa è detta ovale aurorale principale, al cui interno si trovano le "emissioni polari"
Le correnti elettriche delle fasce di radiazione generano delle emissioni radio di frequenza variabile tra 0,6 e 30 MHz, che quindi rendono Giove un'importante radiosorgente. Questa emissione radio è caratterizzata da flash intorno ai 22,2 MHz. Le prime analisi, condotte da Burke e Franklin, rivelarono che il periodo di queste intense emissioni di onde radio coincideva con il periodo di rotazione del pianeta, la cui misurazione fu quindi determinata con maggiore accuratezza. Essi riconobbero inizialmente due tipologie di emissione: i lampi lunghi (long o L-bursts), della durata di alcuni secondi, e i lampi corti (short o S-bursts), che durano poco meno di un centesimo di secondo. La forte modulazione periodica dell'emissione radio e particellare, che corrisponde al periodo di rotazione del pianeta, rende Giove affine ad una pulsar. Si tenga comunque in considerazione il fatto che
l'emissione radio del pianeta dipende fortemente dalla pressione del vento
solare e, quindi, dall'attività solare stessa.
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Giove è circondato da una nutrita schiera di satelliti naturali, almeno 63, che lo rendono il pianeta con il più grande corteo di satelliti con orbite ragionevolmente sicure del sistema solare. Otto di questi sono definiti satelliti regolari e possiedono orbite prograde (ovvero, che orbitano nello stesso senso della rotazione di Giove), quasi circolari e poco inclinate rispetto al piano equatoriale del pianeta. I tipi di satelliti sono così suddivisi:
b) Gruppo principale o Medicei: Io, Europa, Ganimede e Callisto), gli unici a presentare, in virtù della loro massa, una forma sferoidale. c) La restante cinquantina di lune sono annoverate tra i satelliti irregolari, le cui orbite, sia prograde sia retrograde (che orbitano in senso opposto rispetto al senso di rotazione di Giove), sono poste a una maggiore distanza dal pianeta madre e presentano alti valori di inclinazione ed eccentricità orbitale.
se vale 0,378 allora si ha un nucleo metallico circondato da roccia ( Io ) se vale 0,347 allora si ha un nucleo metallico, una fascia di roccia e una sottile crosta di ghiaccio ( Europa ) se vale 0,311 allora si ha un nucleo metallico piccolo, una fascia di roccia media e una ampia crosta di ghiaccio ( Ganimede )
Gli asteroidi troiani sono distribuiti in due regioni oblunghe e curve attorno ai punti Lagrangiani, e possiedono orbite con un semiasse maggiore medio di circa 5,2 UA. Il primo asteroide troiano, 588 Achilles, fu scoperto nel 1906 da Max Wolf; attualmente se ne conoscono quasi 3000, ma si ritiene che il numero di troiani più grandi di 1 km sia dell'ordine del milione, quasi uguale a quello previsto per gli asteroidi più grandi di 1 km della fascia principale L'asteroide troiano più grande è 624 Hektor, con un raggio medio di 101,5 ± 1,8 km. Come la maggior parte delle cinture asteroidali, i troiani costituiscono delle famiglie. I troiani di Giove
sono degli oggetti oscuri con spettri tendenti
al rosso e privi di formazioni, che non
hanno rivelato la presenza certa di acqua o composti organici. Le densità
dei troiani variano da 0,8 a 2,5 ×
10+3 kg•m-3.
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