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Lo scudo invisibile che protegge Giove dal vento solare è molto più complesso di quello terrestre. A rivelarlo è la sonda Juno della NASA, che ha raccolto le osservazioni più dettagliate mai ottenute del bow shock gioviano, la barriera invisibile in cui le particelle in arrivo dal Sole incontrano l’ambiente magnetico del pianeta. Lo studio è stato guidato da un gruppo di fisici dell’Università dell’Iowa. I risultati mostrano che il gigante del sistema solare si affida a un sistema articolato di onde di plasma e di regioni d’urto multiple, ben diverso da quello che si osserva attorno alla Terra. C’è poi un risvolto che va oltre il nostro vicinato cosmico. Secondo i ricercatori, i meccanismi appena scoperti potrebbero aiutare a comprendere le enormi onde d’urto prodotte dalle stelle che esplodono.
Come Giove si difende dal vento solare
Il Sole rilascia senza sosta un flusso di particelle cariche elettricamente, il cosiddetto vento solare. Queste particelle viaggiano a velocità altissime, spesso superiori a quella con cui le onde sonore si propagano nel plasma circostante. Quando il flusso si avvicina a un pianeta dotato di campo magnetico incontra proprio il bow shock, una specie di onda d’urto di prua.
Sulla Terra questa frontiera ha un ruolo protettivo importante perché rallenta e riscalda le particelle, deviandone gran parte attorno al pianeta. Senza questo processo un numero maggiore di particelle dannose raggiungerebbe l’atmosfera, con condizioni potenzialmente meno favorevoli alla vita. Anche Giove possiede un bow shock, ma le dimensioni enormi, il campo magnetico potentissimo e la composizione gassosa lo rendono un osservatorio particolarmente interessante. Da tempo gli scienziati volevano capire se il pianeta gestisse il vento solare in modo diverso dal nostro.
I dati di Juno confermano proprio questo. Giove sfrutta onde di plasma con più frequenze, chiamate armoniche, che compongono una trama molto più elaborata rispetto a quella terrestre. Il paragone più efficace è musicale: più note suonate insieme producono un suono più ricco di una nota sola. Allo stesso modo onde con diverse frequenze interagiscono con le particelle in arrivo in maniera più complessa, trasferendo energia a un numero maggiore di esse, riscaldandole e rallentandole. Il bow shock terrestre invece lavora soprattutto con onde concentrate attorno a una singola frequenza, una configurazione più semplice ma in genere sufficiente per le condizioni vicino al nostro pianeta.
“Giove ha trovato il suo modo di affrontare il vento solare, attraverso onde di plasma più intense e con strutture armoniche più ricche” spiega Jayasri Joseph, ricercatrice postdottorato del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università dell’Iowa e autrice corrispondente dello studio. “È importante perché con più frequenze si possono riscaldare e rallentare più particelle del vento solare.”
Una linea di difesa in più e il legame con le supernove
Un’altra differenza riguarda gli shocklet, piccole strutture d’urto che le particelle incontrano prima di arrivare al bow shock principale di Giove. Queste regioni aggiuntive frenano il vento solare in anticipo. Sulla Terra, al contrario, è il bow shock stesso a svolgere quasi tutto il lavoro. “La Terra non ha bisogno di questi passaggi extra perché l’impatto non è così potente” osserva Bill Kurth, ricercatore dello stesso dipartimento e coautore dello studio, che partecipa alla missione Juno fin dal lancio nel 2011.
Le implicazioni arrivano fino ai resti di supernova, le nubi di materia in espansione lasciate dall’esplosione di alcune stelle morenti. Lì le onde d’urto sono enormemente più potenti, ma i processi fisici che regolano il passaggio di energia nel plasma presentano somiglianze importanti. Studiare il pianeta così da vicino permette di indagare meccanismi molto più difficili da misurare attorno a stelle lontane. “Il bow shock di Giove offre un laboratorio naturale a portata di mano per capire come la natura converte enormi quantità di energia di flusso in calore e particelle energetiche” aggiunge Joseph.
Il ruolo decisivo dello strumento Waves
La scoperta si basa su osservazioni raccolte da Juno nel dicembre 2024. La sonda orbita attorno a Giove dal luglio 2016 e un contributo fondamentale è arrivato dallo strumento Juno Waves, progettato e costruito dai fisici dell’Università dell’Iowa, che misura l’attività delle onde elettriche e magnetiche. Le sonde precedenti avevano già rilevato la presenza dei bow shock attorno ai pianeti esterni, ma non disponevano delle misure necessarie per svelare la struttura dettagliata delle onde di plasma coinvolte. I risultati sono stati pubblicati online il 31 luglio su Nature Communications, in uno studio che ha coinvolto anche ricercatori del NASA Goddard Space Flight Center, del Southwest Research Institute e del Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. La ricerca è stata finanziata dalla NASA.
Fonte: TecnoAndroid