Agosto 5, 2021

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Ascolta le spaventose emissioni radio della sonda spaziale Juno della NASA registrate da Giove e dalla sua luna Io

Questa immagine elaborata di Io da New Horizons mostra un pennacchio del vulcano Tefstar alto 290 chilometri (180 miglia) vicino al polo nord di Io. Anche il pennacchio di Prometeo, molto più piccolo, è visibile alle ore 9. La parte superiore del pennacchio del vulcano Masubi appare come un punto luminoso irregolare vicino al fondo. Credito: NASA/JHUAPL/SwRI

Lo strumento Juno Waves ha ascoltato le emissioni radio del massiccio campo magnetico di Giove per trovare la loro posizione esatta.

Ascoltando la pioggia di elettroni in streaming su Giove dalla sua luna vulcanica condensata Io, i ricercatori che utilizzano la navicella spaziale Juno della NASA hanno scoperto cosa innesca potenti emissioni radio all’interno del gigantesco campo magnetico del pianeta mostruoso. La nuova scoperta fa luce sul comportamento degli enormi campi magnetici generati da pianeti giganti gassosi come Giove.

Giove ha il campo magnetico più grande e più forte di tutti i pianeti del nostro sistema solare, con una forza alla sua fonte circa 20.000 volte più forte di quella della Terra. È esposto al vento solare, che è un flusso di particelle caricate elettricamente e campi magnetici che soffiano costantemente dal sole. A seconda dell’intensità del vento solare, il campo magnetico di Giove può estendersi di 2 milioni di miglia (3,2 milioni di km) verso il Sole ed estendersi per più di 600 milioni di miglia (più di 965 milioni di km) di distanza dal Sole, fino all’orbita di Saturno .

Linee di campo magnetico che collegano l'orbita di Io all'atmosfera di Giove

Le linee multicolori in questa immagine concettuale rappresentano le linee del campo magnetico che collegano l’orbita di Io all’atmosfera di Giove. Le onde radio vengono emesse dalla sorgente e si propagano lungo le pareti del cono cavo (l’area grigia). Giunone, la cui orbita è rappresentata dalla linea bianca che attraversa il cono, riceve il segnale quando la rotazione di Giove spazza il cono sull’astronave. Credito: NASA/GSFC/Jay Friedlander

Giove ha molte grandi lune che orbitano all’interno del suo enorme campo magnetico, con Io che è la più vicina. Io è coinvolto nel tiro alla fune tra Giove e le sue due lune vicine, generando calore interno che alimenta centinaia di eruzioni vulcaniche sulla sua superficie.

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Insieme, questi vulcani rilasciano una tonnellata di materiale (gas e particelle) al secondo nello spazio vicino a Giove. Alcuni di questi materiali si scompongono in ioni ed elettroni caricati elettricamente e vengono rapidamente catturati dal campo magnetico di Giove. Quando il campo magnetico di Giove supera Io, gli elettroni della Luna accelerano lungo il campo magnetico verso i poli di Giove. Lungo il loro percorso, questi elettroni generano onde radio “decametriche” (le cosiddette emissioni radio decimali, o DAM). Lo strumento Juno Waves può “ascoltare” questa trasmissione radiofonica generata dagli elettroni piovuti.

Giunone si sintonizza su una delle sue stazioni radio preferite. Ascolta le emissioni radio decimali generate dall’interazione di Io con il campo magnetico di Giove. Lo strumento a onde di Giunone rileva i segnali radio mentre il percorso di Giunone passa attraverso il raggio ed è un modello a forma di cono. Il fascio di questa lampada è simile a quello che emette solo un anello di luce e non un fascio completo. Gli scienziati di Juno traducono quindi l’emissione radio rilevata in una frequenza all’interno della gamma udibile dell’orecchio umano. Credito: Università dell’Iowa/SwRI/NASA

I ricercatori hanno utilizzato i dati di Juno Waves per determinare le posizioni esatte all’interno del vasto campo magnetico di Giove da cui hanno avuto origine queste emissioni radio. Questi luoghi sono le condizioni giuste per la generazione di onde radio; Hanno la giusta intensità del campo magnetico e la giusta densità di elettroni (non troppi e non troppo pochi), secondo il team.

“La radio sarà probabilmente stabile, ma Juno deve essere nel posto giusto per ascoltare”, ha detto Yasmina Martos del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, e dell’Università del Maryland, College Park.

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Le onde radio dalla sorgente si irradiano lungo le pareti di un cono cavo che allinea e controlla la forza e la forma del campo magnetico di Giove. Giunone riceve il segnale solo quando la rotazione di Giove fa passare il cono sulla navicella, allo stesso modo in cui un faro viene acceso brevemente su una nave in mare. Martos è l’autore principale di un articolo su questa ricerca pubblicato nel giugno 2020 in Journal of Geophysical Research, Planets.

I dati di Juno hanno permesso al team di calcolare che l’energia degli elettroni che generano onde radio era molto più alta di quanto stimato in precedenza, fino a 23 volte maggiore. Inoltre, gli elettroni non devono necessariamente provenire da una luna vulcanica. Ad esempio, secondo il team, potrebbero trovarsi nel campo magnetico del pianeta (la magnetosfera) o provenire dal sole come parte del vento solare.

Riferimento: “Juno rivela nuove intuizioni sulle emissioni radio decennali relative a Io” di Yasmina M. Martos, Masafumi Imai, John EP Konerny, Stavros Kotsiaros, and William S. Journal of Geophysical Research, Planets.
DOI: 10.1029/ 2020JE006415

Maggiori informazioni su questo progetto e sulla missione di Giunone

La ricerca è stata finanziata dal Progetto Juno della NASA Grants NNM06AAa75c e 699041X per il Southwest Research Institute di San Antonio, in Texas, e dalla NASA Grant NNN12AA01C per il Jet Propulsion Laboratory della NASA, una divisione del California Institute of Technology a Pasadena, in California. Il team è composto da ricercatori della NASA Goddard, National Institute of Technology (KOSEN) a Tokyo, in Giappone. Niihama College a Niihama, Ehime, Giappone, Università dell’Iowa, Iowa City; e l’Università tecnica della Danimarca a Kongens Lyngby, Danimarca. Il JPL della NASA gestisce la missione Juno per il ricercatore principale Scott J. Bolton del Southwest Research Institute. Juno fa parte del New Frontiers Program della NASA, gestito presso il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, in Alabama, per la direzione della missione scientifica dell’agenzia a Washington. Lockheed Martin Space a Denver ha costruito e gestito la navicella spaziale.

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