Tempeste centenarie? Ecco quanto durano su Saturno.

11 agosto 2023

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di Robert Sanders, Università della California - Berkeley

La più grande tempesta nel sistema solare, un anticiclone largo 10.000 miglia chiamato Grande Macchia Rossa, ha decorato la superficie di Giove per centinaia di anni.

Uno studio recente mostra ora che Saturno, sebbene molto più sfumato e meno colorato di Giove, ha anche megalipotrombe a lunga durata con impatti profondi nell'atmosfera che persistono per secoli.

Lo studio è stato condotto da astronomi dell'Università della California, Berkeley e dell'Università del Michigan, Ann Arbor, che hanno esaminato le emissioni radio dal pianeta, che provengono dal sottosuolo, e hanno trovato interruzioni a lungo termine nella distribuzione del gas ammoniaca.

Lo studio è stato pubblicato oggi sulla rivista Science Advances.

Le megalipotrombe si verificano approssimativamente ogni 20-30 anni su Saturno e sono simili agli uragani sulla Terra, sebbene molto più grandi. Ma a differenza degli uragani della Terra, non si sa cosa provochi le megalipotrombe nell'atmosfera di Saturno, composta principalmente da idrogeno ed elio con tracce di metano, acqua e ammoniaca.

"Comprendere i meccanismi delle tempeste più grandi nel sistema solare mette la teoria degli uragani in un contesto cosmico più ampio, sfidando le nostre conoscenze attuali e spingendo i confini della meteorologia terrestre", ha detto l'autore principale Cheng Li, ex borsista 51 Peg b presso UC Berkeley e attualmente professore associato presso l'Università del Michigan.

Imke de Pater, professore emerita di astronomia e scienze planetarie e della Terra, ha studiato i giganti gassosi per oltre quattro decenni per capire meglio la loro composizione e cosa li rende unici, utilizzando il Karl G. Jansky Very Large Array nel Nuovo Messico per sondare le emissioni radio dal profondo del pianeta.

"Alle lunghezze d'onda radio, indaghiamo al di sotto degli strati di nuvole visibili sui giganti gassosi. Poiché le reazioni chimiche e la dinamica altereranno la composizione dell'atmosfera di un pianeta, sono necessarie osservazioni al di sotto di questi strati di nuvole per limitare la vera composizione atmosferica del pianeta, un parametro chiave per i modelli di formazione dei pianeti", ha detto. "Le osservazioni radio aiutano a caratterizzare i processi dinamici, fisici e chimici, compreso il trasporto di calore, la formazione di nuvole e la convezione nelle atmosfere dei giganti gassosi su scale globali e locali".

Come riportato nel nuovo studio, de Pater, Li e lo studente laureato di UC Berkeley Chris Moeckel hanno trovato qualcosa di sorprendente nelle emissioni radio dal pianeta: anomalie nella concentrazione di gas ammoniaca nell'atmosfera, che hanno collegato alle passate occorrenze di megalipotrombe nell'emisfero settentrionale del pianeta.

Secondo il team, la concentrazione di ammoniaca è più bassa a mezz'altitudine, appena al di sotto dello strato di nuvole di ghiaccio di ammoniaca più alto, ma si è arricchita a quote più basse, tra 100 e 200 chilometri più in profondità nell'atmosfera. Credono che l'ammoniaca venga trasportata dall'alto all'atmosfera inferiore tramite i processi di precipitazione e reevaporazione. Inoltre, quell'effetto può durare per centinaia di anni.

Lo studio ha rivelato inoltre che sebbene Saturno e Giove siano composti di gas di idrogeno, i due giganti gassosi sono notevolmente diversi. Mentre Giove ha anomalie troposferiche, sono legate alle sue zone (bande biancastre) e cinture (bande scure) e non sono causate da tempeste come su Saturno. La notevole differenza tra questi giganti gassosi vicini sta sfidando ciò che gli scienziati sanno sulla formazione di megalipotrombe su giganti gassosi e altri pianeti e potrebbe influenzare come saranno trovati e studiati su esopianeti in futuro.

Informazioni sulla rivista: Science Advances

Prodotto da Università della California - Berkeley