ENIGMA a RAGGI X da GIOVE

Autore: Dr. Tony Phillips (Science@NASA)

Traduzione: Flavio Gori

Grazie al telescopio a raggi X del satellite Chandra, gli astronomi hanno scoperto un punto che emette raggi X dai pressi del polo nord del più grande pianeta del nostro sistema solare.

Ogni 45 minuti un flusso di raggi X di circa un Gigawatt di potenza, attraversa il sistema solare.

Gli astronomi hanno familiarità con queste cose. Oggetti distanti come Pulsar e Buchi Neri spesso iniettano nella galassia simili livelli di radiazioni. Stavolta, però, la fonte di questa energia non è così lontana, anzi si trova all'interno del nostro sistema solare.

"Le pulsazioni arrivano dal polo nord di Giove" dice Randy Goldstone dell'Istituto di Ricerca del Sud-Ovest, primo ricercatore del gruppo che ha compiuto la scoperta usando il satellite Chandra della NASA.

"Non siamo stati sorpresi di trovare raggi X che arrivano da Giove, altri Osservatori avevano individuato emissioni simili anni orsono. La sorpresa sta tutta nel fatto che Chandra ha rivelato la presenza di un punto preciso da cui le emissioni hanno origine, un punto molto vicino al polo nord del pianeta gassoso e che le pulsazioni sono molto regolari".

Il satellite della NASA Einstein fu il primo a rivelare emissioni a raggi X provenienti da Giove nel 1979. Da allora nessuno più indagò la cosa, fino al 1992, quando un gruppo di ricercatori, fra cui Goldstone, puntò il satellite ROSAT verso il pianeta più grande del sistema solare. L'emissione era ancora al suo posto.

Gli scienziati si chiesero cosa potesse essere. I raggi X venivano per lo più dall'emisfero nord del pianeta, ma nè Einstein nè ROSAT erano in grado di dirci con precisione il punto da cui quelle emissioni si originavano. Alcuni ricercatori pensarono che le emissioni derivassero da potenti aurore.

In effetti, dice Goldstone, Giove ha Luci del Nord sul tipo di quelle che si possono vedere nelle alte latitudini della Terra, seppure centinaia di volte più potenti di quanto vediamo sul nostro pianeta. Inoltre gli anelli intorno ai poli magnetici di Giove sono il doppio di quelli terrestri.

Le aurore si hanno su entrambi i pianeti quando elettroni e ioni precipitano dall'alta atmosfera. Queste particelle sono guidate dalle linee del campo magnetico verso i poli, dove si scontrano con le molecole dell'atmosfera facendole illuminare.

Un'importante differenza fra le aurore che avvengono sulla Terra e su Giove riguarda la fonte delle particelle cariche. Sul nostro pianeta la maggior parte degli ioni e degli elettroni che precipitano lungo le linee del campo magnetico provengono dal Vento Solare o dalla ionosfera che circonda la Terra. Su Giove molte di loro provengono dai vulcani: eruzioni molto calde che si originano dalla luna di Giove detta "Io" vanno a saturare la magnetosfera di Giove con zolfo ionizzato ed ossigeno. Gli ioni di Io sono accelerati dai campi elettrici locali verso le zone aurorali di Giove.

Quando Goldstone ed i suoi colleghi dirigevano Chandra verso Giove, si aspettavano di trovare le emissioni di raggi X provenire dalle aree aurorali. Dopotutto gli anelli delle aurore del nostro pianeta sono fonte di emissioni ai raggi X. Giove poteva avere un simile comportamento.

"Abbiamo usato la camera ad alta risoluzione di Chandra per riprendere il pianeta per un periodo di 10 ore il 18/12/2000" ci dice Ron Elsner radioastronomo al Centro di Volo Spaziale Marshall della NASA, che ha lavorato con Goldstone. "Speravamo che fosse in grado di rilevare la fonte di emissione in maniera più precisa di quanto avessero potuto fare i precedenti satelliti".

Ed in effetti così fu. Solo che le nuove immagini furono una forte sorpresa. Chandra rivelò che la maggior parte dei raggi X proveniva da un punto caldo localizzato molto vicino al polo nord magnetico di Giove e non dall'anello aurorale. Inoltre pulsava!

"Il periodo di pulsazione di 45 minuti è un mistero attualmente, dice ancora Elsner. Non si tratta di un segnale perfettamente regolare, come potrebbe essere una emissione creata artificialmente, se fosse fatta da un E.T. Il periodo varia leggermente in più o in meno di una piccola percentuale. E' un processo di carattere naturale, solo che al momento non sappiamo di cosa possa trattarsi".

Mentre i ricercatori stavano usando Chandra per osservare Giove, due navicelle della NASA (Cassini e Galileo) si avvicinarono al pianeta. Galileo entrò profondamente nella magnetosfera di Giove, mentre Cassini rimase all'esterno per analizzare campioni del Vento Solare intorno al pianeta gigante. Nessuna della due navicelle rilevò variazioni di alcun genere nell'ambito di 45 minuti nel plasma o nelle particelle spaziali, nota Goldstone.Galileo in altre circostanze aveva rilevato simili variazioni nel range radio fra 1 e 200 kHz e lo stesso aveva fatto la sonda Ulisse nelle sue orbite intorno a Giove nel 1992.

"Forse il campo magnetico di Giove, quando viene colpito dal Vento Solare, risuona quasi come una campana, con un periodo di 45 minuti" azzarda Goldstone. In questo caso si tratterebbe di una campana impressionante, dato che il campo magnetico di Giove è la cosa più grande del nostro sistema solare, più grande dello stesso Sole.

"O forse, continua Goldstone, i raggi X producono ioni che potrebbero rimbalzare fra i poli nord e sud. I poli sono connessi da linee di campo magnetico che potrebbero far muovere le particelle in modo tale da farle viaggiare dal polo sud a quello nord in 45 minuti. E' possibile che il polo sud sia anch'esso un punto emittente raggi X ed in grado di emettere col medesimo intervallo del polo nord. Certo, in questo caso, nessuno capisce perchè le emissioni dal polo sud non siano visibili come quelle del polo nord.

Una cosa sembra chiara: il fatto che il punto di emissione sia così prossimo al polo nord magnetico di Giove significa che Io non ha niente a che vedere con quelle emissioni. "Non esiste alcuna linea di campo magnetico che connetta Io ed il polo nord di Giove" aggiunge Goldstone, " e così dobbiamo considerare altre fonti di ioni, come il Vento Solare".

Risolvere l'enigma richiederà molti altri dati. "Il passo successivo sarà quello di raccogliere alcuni spettri di raggi X. Se vedremo linee di spettro da elementi vulcanici come zolfo e ossigeno, allora potremo sapremo che Io è implicato nella cosa, anche se non capiamo come". D'altra parte linee spettrali di carbonio ed azoto indicherebbero il Vento Solare come una fonte di ioni.

Fino a che l'emissione ai raggi X di Giove continuerà a pulsare, indipendentemente da dove si trova, resterà probabilmente un mistero.