23 Ott JUNO “SVELA” GIOVE

La sonda Juno ha effettuato da poco il sorvolo ravvicinato di Europa, la luna ghiacciata di Giove, fornendo delle immagini straordinarie di quel mondo di cui fino ad ora avevamo solo immagini approssimate.

Ma cos’è Juno?

Juno è una sonda che il 5 agosto 2011, a bordo di un razzo Atlas V551, ha cominciato il suo lungo viaggio verso il pianeta più grande del nostro Sistema Solare.

Partita con l’obiettivo di studiare il campo magnetico di Giove, sondare sotto le nubi di gas del pianeta e per scoprire qualche cosa di più sull’evoluzione di questo gigante, nella prima parte della sua missione ha ottenuto dei risultati così importanti che la sua attività è stata estesa fino alla fine del 2025.

Juno è arrivata su Giove il 4 luglio 2016 e, dopo un viaggio di 5 anni e 1,7 miliardi di miglia, si è stabilita in un’orbita polare di 53 giorni che si estendeva da appena sopra le cime delle nubi di Giove fino alle zone più esterne della magnetosfera del pianeta.

Rappresentazione artistica di Juno – Image Credit: NASA

Obiettivi della missione

L’obiettivo di Juno è di raccogliere dati per ricostruire la storia della formazione di Giove e la sua evoluzione. Giove possiede una massa che è 2,5 volte quella di tutti gli altri pianeti messi insieme e secondo gli studiosi occupa un ruolo centrale nella formazione del sistema solare; le informazioni raccolte dovrebbero consentire di affinare le teorie in questo campo e, più in generale, di comprendere meglio l’origine dei sistemi planetari scoperti attorno ad altre stelle.

In particolare le osservazioni della missione dovrebbero chiarire come si è formato, la proporzione di acqua e ossigeno presente sul pianeta, la sua struttura interna, come si muovono i diversi strati del pianeta l’uno rispetto all’altro, se esiste un nucleo solido e le sue dimensioni, come viene generato il campo magnetico, come si spostano gli strati atmosferici, quali sono i meccanismi che provocano le aurore e le caratteristiche delle zone polari.

Perché il nome Juno

Inizialmente la NASA raccolse diversi suggerimenti per il nome della missione, come ad esempio Jupiter Near-polar Orbiter, tuttavia alla fine venne preferito un nome proveniente dalla mitologia e fu scelto quello di Giunone (Juno in inglese), dea e moglie del re degli dei, Giove nella mitologia latina, così, come la dea riuscì a scoprire Giove che si era celato dietro ad una coltre di nubi per nascondere le sue infedeltà, la sonda ha la missione di svelare ciò che il pianeta nasconde sotto le sue nubi.

Come è fatta Juno

Juno è la prima missione diretta a un pianeta del sistema solare esterno ad usare come fonte di energia pannelli fotovoltaici invece di generatori termoelettrici a radioisotopi.

        Le dimensioni di Juno – Credit Image: NASA

L’orbita di Giove intorno al sole è 5 volte più lontana di quella della Terra e riceve 25 volte meno luce solare rispetto a noi. Juno è stata progettata per funzionare a così grande distanza dal Sole, e così, anche se l’energia richiesta per la sua missione è relativamente modesta, la superficie dei pannelli solari risulta estesa. I tre pannelli solari della sonda che si sviluppano dal suo corpo esagonale sono lunghi 8.9 metri e rimarranno esposti alla luce solare in maniera continua e regolare, fino alla fine della missione. Per fare un paragone, in orbita terrestre genererebbero 14 Kilowatt di energia elettrica, mentre alla distanza alla quale si trova Giove generano 500 watt. Due batterie agli ioni di litio da 55 aH invece forniscono energia quando Juno viene eclissata per brevi periodi.

I tecnici testano uno dei pannelli solari di Juno – Credit Image: NASA

Juno “usa” una navicella spaziale che gira su sé stessa, con una strategia simile a quella adottata per le sonde Pioneer. La rotazione è importante perché rende il puntamento del veicolo spaziale estremamente stabile e facile da controllare.

Gli strumenti Scientifici a bordo e che cosa hanno osservato

Le numerose scoperte di Juno hanno cambiato la nostra visione dell’atmosfera e dell’interno di Giove, rivelando uno strato atmosferico che si estende ben oltre le sue nuvole, un interno profondo con un nucleo di elemento pesante “diluito” e una quantità di acqua variabile, ma nel complesso abbondante.

Dove sono gli Strumenti di Juno – Credit Image: NASA

Lo strumento MWR osserva i cicloni su Giove e soprattutto la Grande Macchia Rossa. Secondo i dati del radiometro si estende fino a 300 km di profondità ed è più calda alla base. Rispetto all’interno del pianeta si sposta verso ovest e impiega 4 anni per fare tutto il giro di Giove. Più in generale invece i cicloni sono molto più caldi e con una densità atmosferica più bassa negli strati superiori e sono più freddi con densità più alta negli strati inferiori. I nuovi risultati inoltre portano a pensare che i vortici si estendano anche oltre la regione dove l’acqua si condensa formando le nuvole.

La Grande Macchia Rossa – Credits Image: Image data: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS Image processing by Andrea Luck © CC BY­­

Infine i dati del radiometro ci forniscono delle preziose indicazioni sulle caratteristiche atmosferiche di Giove: indicano che gli strati profondi dell’atmosfera sono turbolenti e i venti e le bande orizzontali visibili in superficie si estendono fino a 3000 km. L’atmosfera inoltre non è differenziata, ma ha un movimento rotatorio unico.

Grazie allo strumento JIRAM Juno ha scoperto che le regioni polari sono caratterizzate da numerose tempeste grandi quanti il nostro pianeta e molto vicine tra di loro (8 cicloni al polo nord e 5 al polo sud) con venti fino al 300 km/h e profondi fino a 3000 km sotto la cima delle nubi. Queste tempeste sono estremamente persistenti. Come tutti i cicloni tendono ad andare verso il polo, ma vengono costantemente respinti dal ciclone che si trova al centro del polo. Inoltre si perturbano a vicenda e oscillano intorno ad una posizione di equilibrio: questo porta ad ipotizzare che si formino molto in profondità. JIRAM è anche il contributo italiano alla missione, seguita dall’Astrofisica Angioletta Coradini, scomparsa nel 2011

I cicloni nel Polo Nord di Giove – Credit Image: NASA

Lo strumento GS (Gravity Science) ha osservato la struttura interna: misurando il campo gravitazionale si è dedotto che il nucleo roccioso delle dimensioni circa del nostro pianeta presente al momento della formazione di Giove, con il passare del tempo si è sciolto e si è mescolato al mantello fatto da idrogeno metallico liquido

Lo strumento JADE ha osservato le Aurore polari: Juno ha rivelato che il processo che porta alla formazione delle aurore polari, molto più violente di quelle terrestri, è diverso da quello che si sviluppa sulla terra.

Un’aurora su Giove catturata da Hubble – Credit  Image NASA/ESA, John Clarke (University of Michigan)

Il magnetometro MAG ha rilevato che il campo magnetico di Giove è di 7,766 gauss, superiore a quello previsto, di forma irregolare, quindi fa pensare che la dinamo che genera il magnetismo è più vicina alla superficie di quanto si potesse prevedere, probabilmente sopra lo strato di idrogeno metallico.

Ma lo strumento destinato a far più parlare di sé è la JUNOCAM, una telecamera che invierà a flusso continuo immagini del pianeta finché le radiazioni gioviane non la metteranno ko. È una telecamera/telescopio a luce visibile, inclusa nel carico utile per facilitare l’istruzione e la sensibilizzazione del pubblico. Si prevedeva che avrebbe operato attraverso solo otto orbite di Giove terminando nel settembre 2017 a causa delle radiazioni dannose e del campo magnetico del pianeta, ma a giugno 2021 (34 orbite), JunoCam rimane operativo.

Passaggio ravvicinato di Giove del 25 febbraio 2022. L’ombra a sinistra è della Luna Ganimede. – Credit Image: NASA

Dopo le 35 orbite iniziale intorno a Giove Juno ha iniziato un nuovo cammino, adeguando la sua traiettoria in modo che anche le lune medicee possano essere osservate da vicino, trasformando Juno in un esploratore del sistema gioviano intero.

Ganimede – Credit Image: NASA

I passeggeri di Juno

Juno porta con sé dei passeggeri molto speciali. Sono tre figurine Lego che rappresentano Galileo, Giove e Giunone (Juno). Sono state realizzate in alluminio per resistere più a lungo durante il viaggio nello spazio. Giunone regge una lente d’ingrandimento per simboleggiare la propria ricerca della verità.

I tre passeggeri: Galileo Galilei, Giunone e Giove – Image Credit: NASA

Oltre ai tre personaggi c’è anche una placca in alluminio fornita dall’Agenzia Spaziale Italiana in cui è stata realizzata la copia del manoscritto in cui Galileo descrisse per la prima volta le quattro lune galileiane: Io, Callisto Europa e Ganimede.

Credit Image: NASA/JPL-Caltech/KSC

Infine…

Per evitare contaminazioni di batteri provenienti da Terra nella ricerca di una possibile vita “aliena”, e considerando che la luna Europa è una delle maggiori candidate dove cercarla, alla fine della sua missione Juno sarà intenzionalmente deviata nell’atmosfera gioviana, venendo completamente distrutta.

Sarà interessante non tanto quanto Juno ci potrà dire di Giove, ma quanto Giove ci potrebbe dire su altri pianeti lontani, e simili a lui. Ci sono infatti molti pianeti detti “Gioviani” che orbitano intorno ad altre stelle. Alcuni di loro sono detti “Giove Caldi”, a causa della temperatura che hanno orbitando molto vicini alle loro stelle. Nessuno sa ancora come mai alcuni di questi pianeti orbitano in orbite così eccentriche o vicine e mentre altri, come Giove, hanno dei percorsi più regolari e a distanze maggiori. Una delle teorie sostiene addirittura che questo tipo di pianeti si formi in delle orbite e poi migri con il passar del tempo. Juno purtroppo non ci potrà fornire nessuna risposta sulla migrazione di Giove, però i suoi dati potranno aiutare gli scienziati a capire come i pianeti extrasolari abbiano raggiunto la loro attuale configurazione.

A questo indirizzo troverete il video che ricrea il volo di Juno su Giove mettendo insieme tutte le immagini scattate

https://www.missionjuno.swri.edu/media-gallery/junos-10th-launch-anniversary?show=fig_610c1cd478449f63c246e2b4&m=610c1cd478449f63c246e2b4

Questo invece il link per il programma Juno completo dove trovare foto, notizie e scoperte scientifiche nei minimi particolari

https://www.missionjuno.swri.edu/

Cristina Graverini

Home

https://www.facebook.com/NuovoGruppoAstrofiliArezzo/

https://www.facebook.com/previsioniarezzo/

https://www.instagram.com/gruppo_astrofili/

https://www.instagram.com/arezzometeo/