Credito d'immagine: NASA
Quando la navicella spaziale Voyager superò Saturno nel 1980/81, fece cronometrare i venti equatoriali dei pianeti inanellati a 1700 km / h. Sebbene i venti equatoriali abbiano rallentato, altri getti più lontani dall'equatore si stanno ancora muovendo alla stessa velocità. Ciò ha portato gli astronomi a credere che il rallentamento abbia qualcosa a che fare con il cambio di stagioni su Saturno.
Saturno, uno dei pianeti più ventosi, ha recentemente avuto un inaspettato e drammatico cambiamento del tempo: i suoi venti equatoriali si sono ridotti da un rapido 1700 km / h durante i voli della Voyager nel 1980-81 a un modesto 990 km / h dal 1996 al 1996 2002. Questo rallentamento dei venti è stato rilevato da un team di scienziati spagnolo-americani, tra cui Richard French del Wellesley College in Massachusetts, che riportano le loro scoperte nel numero del 5 giugno della rivista Nature. (5 giugno 2003, vol. 423, pagg. 623-625)
Utilizzando le immagini del telescopio spaziale Hubble (HST) del pianeta gigante inanellato, gli scienziati (A. Sanchez-Lavega, S. Perez-Hoyos, JF Rojas e R. Hueso dell'Universidad Pais Vasco a Bilbao, in Spagna, e il francese del Wellesley College ), misurato i movimenti delle caratteristiche delle nuvole e dei sistemi di tempesta sul pianeta gigante inanellato.
"Uno dei maggiori misteri nelle scienze dell'atmosfera è il motivo per cui i giganteschi pianeti Giove e Saturno - enormi sfere composte principalmente da idrogeno ed elio - presentano uno schema alternato di venti est-ovest, che variano in direzione con la latitudine", spiega il francese. “A differenza dei venti su pianeti terrestri come la Terra, che sono alimentati principalmente dalla luce solare, i venti sui pianeti giganti hanno una fonte di energia aggiuntiva nel calore che fuoriesce dai loro interni profondi. Anche se la forza di questo calore interno è solo una frazione della luce solare sulla Terra, i venti dei pianeti giganti sono dieci volte più intensi dei venti terrestri. "
Il ruolo di queste fonti energetiche interne nel sostenere questi forti venti nei pianeti giganti e capire perché la massima velocità viene raggiunta all'equatore costituisce una grande sfida per le teorie del movimento atmosferico nei pianeti e nelle stelle.
Attualmente ci sono due spiegazioni abbastanza diverse per il sistema di getti su pianeti giganti. Ad un estremo, si pensa che i venti si estendano molto in profondità all'interno del pianeta, toccando il calore rilasciato dal pianeta per guidare i loro movimenti. All'altro estremo, la circolazione atmosferica è modellata come sui pianeti terrestri, guidata dal calore solare depositato in uno strato atmosferico superiore poco profondo. Entrambe le spiegazioni hanno importanti inconvenienti e nessuna delle due può spiegare i forti venti equatoriali.
Un modo per testare questi modelli è analizzare il comportamento a lungo termine dei venti misurando la loro sensibilità ai cambiamenti nella quantità di luce solare dovuta a effetti stagionali o ad altre influenze. Precedenti studi hanno dimostrato che i venti di Giove sono abbastanza stabili e non sensibili ai cambiamenti stagionali, ma poco si sapeva di Saturno, le cui caratteristiche di nuvole tenui sono molto più difficili da misurare.
Utilizzando la capacità ad alta risoluzione della Wide Field Planetary Camera a bordo dell'HST, il team ispano-americano è stato in grado di tracciare abbastanza elementi nuvola in Saturno per misurare la velocità del vento su un'ampia gamma di latitudini. I venti equatoriali misurati nel 1996-2001 sono solo la metà di quelli riscontrati nel 1980-81, quando l'astronave Voyager visitò il pianeta. Al contrario, i getti ventosi lontani dall'equatore sono rimasti stabili e mostrano una forte simmetria emisferica non trovata in Giove.
Il diverso comportamento dei venti di Saturno potrebbe avere una semplice spiegazione, notano gli scienziati. Il lungo ciclo stagionale nell'atmosfera di Saturno (un anno di Saturno è di circa trenta anni terrestri) e l'ombra equatoriale da parte degli anelli giganti del pianeta potrebbe spiegare l'improvviso rallentamento dei venti equatoriali. Piuttosto che essere legati al profondo interno di Saturno, spinti principalmente dal calore interno, i venti equatoriali potrebbero essere in parte un fenomeno superficiale superficiale, influenzato anche dalle variazioni stagionali della luce solare. In effetti, la regione equatoriale di Saturno è stata la posizione di giganteschi sistemi di tempesta, come quelli osservati nel 1990 e nel 1994. Queste tempeste possono aver indotto forti cambiamenti dinamici, forse con il conseguente indebolimento dei venti equatoriali.
Un'altra possibilità è che i venti misurati dalla squadra siano ad altitudini più elevate dove è probabile che i venti diminuiscano di velocità. Nell'articolo Nature, il team osserva che i venti non equatoriali di Saturno sono rimasti invariati durante questo periodo, assomigliando a Giove a questo riguardo, il che suggerisce che questi venti potrebbero essere radicati più profondamente.
Nuove osservazioni HST da parte del team spagnolo-americano sono previste per la fine di quest'anno. I nuovi dati e l'imaging ad alta risoluzione che saranno ottenuti dalla missione orbitale Cassini della NASA-ESA che dovrebbe arrivare a Saturno a metà del 2004 consentiranno a loro e ad altri scienziati di sapere se l'attuale andamento del vento persisterà o cambierà nel corso del corso del ciclo stagionale di Saturno. In entrambi i casi, osserva il francese, "questi risultati saranno importanti test della nostra comprensione teorica dei venti sui pianeti giganti".
Fonte originale: Wellesley College News Release
