Che cosa sta succedendo tra il satellite Io ed il pianeta Giove?

Riguardo al satellite Io (il primo e più vicino a Giove dei quattro satelliti galileiani) ho scritto parecchi articoli nel corso degli anni: il suo nome corto di appena due lettere non facilita la ricerca nel sito e bisogna ad esempio cercare “giove”…

Tra i tanti articoli abbiamo ad esempio questi:

• Confronto tra satelliti (a questo link) in cui ho fatto un confrontro tra i vari satelliti dei pianeti del Sistema Solare
• L’aspetto degli oggetti celesti – Giove : a questo link
• tantissimi articoli sui fenomeni mutui dei satelliti di Giove (bisogna cercare “phemu”), ad esempio qui
• La Sonda Galileo (prima, seconda e terza parte) articoli sulla sonda che ha orbitato intorno a Giove per circa 8 anni
• Giove senza satelliti: 15 agosto 2021 (a questo link) uno dei tanti articoli su fenomeni particolari che coinvolgono Giove e i suoi principali satelliti, tra cui Io
• I nuovi satelliti di Saturno e Giove (a questo link) un articolo di aggiornamento sull’enorme numero di satelliti che orbitano intorno ai due pianeti gassosi, con il mio programma di visualizzazione 3D

Prima di lasciare la parola ad un articolo tradotto dal sito Universe Today, vediamo insieme qualcosa sul satellite Io ed il pianeta Giove.

Il satellite Io

Fin dalle prime immagini inviateci dalla sonda Galileo, Io ha mostrato un aspetto davvero inconsueto

che gli americani hanno subito ribattezzato come “pizza”: più prosaicamente Io è l’unico satellite del Sistema Solare a presentare fenomeni di vulcanesimo attivi dovuti alla piccola distanza che separa Io da Giove.

Nel diagramma che avevo postato in questo articolo e che ho leggermente ridotto per paragonare le orbite della Luna, di Io e dei due satelliti di Marte, Phobos e Deimos,

vediamo che Io orbita intorno a Giove (dal suo centro, come è consuetudine in Astronomia) praticamente alla stessa distanza della Luna dalla Terra: va da sé che risente in maniera spaventosa degli effetti soprattutto gravitazionali da parte di Giove e dei due satelliti più vicini, Europa e Ganimede.

Lascio ora la parola a Scott A. Johnston ed al suo articolo apparso su UniverseToday: come sempre ho effettuato una traduzione ragionata di quanto riportato. Ho poi integrato l’articolo con quanto riportato nell’articolo originale.

Io ed i suoi outburst

L’articolo ci racconta che Io sta generando delle grosse esplosioni vulcaniche (outburst )  i cui effetti collaterali possono essere visti anche dai telescopi terrestri: vediamo cosa riporta Scott.

Dalla scorsa estate Io, il terzo satellite di Giove per grandezza, sta illuminando il sistema gioviano con una grande attività vulcanica. Dato che è il satellite più attivo del Sistema Solare, Io non ci sorprende con tali esplosioni, ma quanto è accaduto recentemente è stato insolitamente energetico.

Il ricercatore Jeff Morgenthaler, che sta osservando il vulcanesimo di Io dal 2017, dice che questa è stata la più grande esplosione vulcanica che abbia mai visto: le osservazioni avvengono per mezzo del cosiddetto IoIO (Io Input/Output Observatory) del PSI (Planetary Science Institute).

Io attraversa fasi di attività vulcanica all’incirca su base annua. L’eccentricità della sua orbita (ndr: molto piccola in realtà…) e l’effetto della forte gravità di Giove fanno si che Io si comprima ed espanda continuamente, in un processo che si chiama tidal heating , riscaldamento mareale.

E’ questo lo stesso processo responsabile della presenza di oceani sotto la superficie del satellite Europa: ma Io è molto più vicino al pianeta ed ha una composizione rocciosa, fatto questo che comporta grandi flussi di lava, eruzioni vulcaniche e sconvolgimenti molto violenti della crosta superficiale.

Un posticino niente male

Ma queste condizioni vulcaniche estreme non condizionano soltanto la superficie del satellite: la gravità superficiale di Io (appena più forte di quella lunare) è bassa quel tanto che parte dei gas e dei materiali più leggeri emessi dai vulcani possono sfuggire dal satellite per porsi in orbita intorno a Giove stesso, catturati dalla sua forza di gravità.

Principalmente formato da zolfo ionizzato, questo materiale emesso si dispone come un anello a forma di ciambella (donut ) attorno a Giove, denominato Io plasma torus (il toro di plasma di Io ).

ndr. per chi non lo sapesse, un toro (al di là di essere il ben noto mammifero oppure la costellazione) è il nome tecnico del solido geometrico a forma di ciambella, appunto.

L’IoIO utilizza una tecnica coronarografica che attenua la luce diretta di Giove per riuscire a captare la luce dei gas che si trovano vicino al pianeta.

Di solito questo toro di plasma diventa più brillante proprio nel momento che su Io si manifestano grandi eruzioni vulcaniche. Nel caso dell’ultima esplosione vulcanica su Io, avvenuta da settembre a dicembre 2022, la luce del toro di plasma ha avuto un notevolissimo aumento.

Morgenthaler propone un paio di possibili spiegazioni

“Questo fatto potrebbe dirci qualcosa riguardo la composizione dell’attività vulcanica che ha prodotto l’esplosione oppure potrebbe dirci che il toro è più efficiente nel liberarsi di materiale quando altro materiale viene lanciato al suo interno”.

“Per avere una risposta, avremmo bisogno di misurazioni effettuate in loco e fortunatamente la sonda Juno della NASA ha attraversato la zona a metà dicembre, passando a 64.000 km da Io il 14 dicembre.”

La sonda Juno ha a bordo strumentazione in grado di caratterizzare l’ambiente radiativo all’interno del toro e Morgenthaler spera che i dati ottenuti durante il passaggio ravvicinato possano rivelare se c’è stato qualcosa di differente riguardo la composizione di questo outburst rispetto ai precedenti. I dati della sonda Juno registrati nel passaggio ravvicinato di Io sono al momento in corso di download e devono poi essere analizzati.

La sonda Juno passerà ancora più vicina ad Io nel dicembre 2023, arrivando a solamente 1500 km dalla superficie del satellite, la distanza minore in assoluto dai tempi della missione Galileo del 2002.

Morgenthaler osserverà Io e il suo toro di plasma con l’IoIO, fintantoché le condizioni meteo lo permetteranno.

Ma com’è fatto l’IoIO?

IoIO è un piccolo telescopio e dalla Terra può osservare il toro filtrando l’intensa luce di Giove, che normalmente offuscherebbe del tutto la luminosità del toro. IoIO per questo motivo utilizza una sorta di coronografo per far sì che il telescopio non sia accecato dal forte bagliore del gigante gassoso.

“Una cosa molto importante di queste osservazioni è che possono essere riprodotte da qualsiasi piccolo collegio o astronomo dilettante ambizioso” dice Morgenthaler, “Quasi tutte le parti utilizzate per costruire l’IoIO si trovano nei negozi di fotografia o di telescopi”.

“Avere più repliche dell’IoIO in altre parti del mondo potrebbe essere molto utile per evitare problemi meteorologici e consentire ogni singola notte l’acquisizione di dati sul toro di plasma e sulla nuvola di sodio.”

“Sarebbe fantastico vedere un altro IoIO in attività prima che la sonda Juno ritorni dalle parti di Io a metà del prossimo dicembre!”

IoIO consiste in un telescopio Schmidt-Cassegrain della Celestron da 14″ (35 cm), modificato con un coronografo autocostruito.

Davvero interessante!

Nell’articolo originale (a questo link) si trovano i riferimenti (mail e numeri di telefono) del Senior Scientist  Jeff Morgenthaler e di altri responsabili del PSI, un istituto privato situato a Tucson in Arizona e supportato dalla NASA…

Ricordate il mio articolo dello scorso aprile sulla coda di sodio emessa dal pianeta Mercurio (che trovate a questo link) e fotografata dall’esperto astrofotografo il Dr.Sebastian Voltmer?

Ebbene l’IoIO effettua correntemente osservazioni anche sulla coda di sodio di Mercurio (qui l’articolo),  sulla coda di sodio di comete (ecco il link dell’articolo) ed infine sui transiti di pianeti estrasolari.

Concludo con il link ad un filmato davvero interessante dove si vedono le riprese dell’IoIO di Giove e del toro di plasma di Io: il filmato originale è un mp4 (1240 x 600 pixel della durata di 41 sec) da ben 64.9Mbyte.

L’ho scaricato e ridotto nelle dimensioni e nella durata tanto per potervi proporre qui un assaggio…

Assolutamente affascinante, mai visto nulla di simile!

Sarebbe davvero interessante poter collaborare con il PSI…