Esplosioni di raggi X ai poli di Giove, risolto mistero

Il fenomeno analizzato dai ricercatori è causato dallo scontro tra particelle cariche che viaggiano lungo il campo magnetico e l'atmosfera di Giove (credito: University College London, ESA/NASA/Yao/Dunn)

Era insoluto da diversi decenni il mistero delle esplosioni di raggi X se che avvengono ogni pochi minuti, quasi regolarmente, nelle aurore ai poli nord e sud di Giove. Ora un nuovo studio probabilmente lo ha risolto.

Potenti esplosioni di raggi X ai poli di Giove

Quello che si sapeva di questo fenomeno è che è causato dai raggi X presenti nell’aurora del pianeta. Quando le particelle cariche entrano in contatto con l’atmosfera di Giove, vengono prodotte esplosioni di luce nella lunghezza d’onda visibile e in quella non visibile, un fenomeno che tra l’altro si verifica anche qui sulla Terra.
La differenza sta nel fatto che queste esplosioni su Giove sono colossali, molto più potenti in quanto producono un quantitativo di energia immenso, misurabile in centinaia di gigawatt. Il fatto che un pianeta possa produrre esplosioni così violente di raggi X ha incuriosito astronomi e scienziati perché di solito emissioni così forti di raggi X vengono prodotte da oggetti cosmici molto più potenti e instabili come buchi neri e stelle di neutroni.

Gas ionizzato si scontra con l’atmosfera del pianeta

Secondo i ricercatori dell’University College di Londra e dall’Accademia cinese delle scienze, che hanno pubblicato il proprio studio su Science Advances,[1] i brillamenti di raggi X vengono prodotti da vibrazioni periodiche delle linee che compongono il campo magnetico del pianeta. Si tratta di vibrazioni potenti che a loro volta producono onde di gas ionizzato sotto forma di plasma le quali fanno viaggiare gli ioni pesanti lungo le stesse linee campo magnetico fino a quando non si schiantano nell’atmosfera. Lo “schianto” produce l’energia necessaria, sulla lunghezza d’onda di raggi X, delle esplosioni che notiamo.
Si tratta di un fenomeno speciale perché è uno di quei pochi che ci hanno permesso di individuare da vicino una fonte di raggi X tramite l’invio di sonde, una cosa che, per esempio, non sarebbe possibile (almeno per il momento) con buchi neri e stelle di neutroni.

Schema che spiega il fenomeno che produce le “esplosioni” di raggi X ai poli di Giove (credito: DOI: 10.1126/sciadv.abf0851 | Science Advances)

Usati anche i dati dell’osservatorio spaziale XMM-Newton

Per giungere a queste conclusioni i ricercatori hanno usato i dati dell’orbiter Juno della NASA, che sta orbitando intorno a Giove dal 2016, e i dati, perlopiù misurazioni ai raggi X, dell’osservatorio spaziale XMM-Newton dell’Agenzia spaziale europea (che invece sta orbitando intorno nostro pianeta).
Secondo William Dunn, ricercatore del Mullard Space Science Laboratory dell’UCL, questa enorme produzione di raggi X dalle aurore di Giove ha rappresentato un mistero per più di quarant’anni.

Fenomeno molto probabilmente non si verifica solo su Giove

Anche se già si sapeva che le aurore ai raggi X erano causate dallo scontro tra gli ioni e l’atmosfera, quel che non si sapeva era che questi gli ioni sembrano essere trasportati da onde di plasma. Si tratta di un processo simile a quello che avviene sulla Terra e questo fa pensare che probabilmente è un fenomeno più comune di quanto crediamo, forse presente su molti altri pianeti. Secondo Zhonghua Yao, ricercatore dell’Accademia cinese ed altro autore dello studio, probabilmente lo stesso fenomeno si verifica anche su Saturno, Nettuno, Urano e, molto probabilmente, anche nei pressi di poli dei pianeti oltre il nostro sistema solare. Il fenomeno potrebbe verificarsi anche con diversi tipi di particelle cariche che viaggiano attraverso le onde plasmatiche.

Note e approfondimenti

  1. Revealing the source of Jupiter’s x-ray auroral flares | Science Advances (IA) (DOI: 10.1126/sciadv.abf0851)

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