Comunicato Stampa

Nel cuore di un’enorme tempesta su Saturno

19 Maggio 2011

Il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO si è alleato con la sonda spaziale Cassini della NASA per studiare una singolare tempesta nell’atmosfera del pianeta Saturno con un dettaglio fino ad ora impossibile da raggiungere. Il nuovo studio, compiuto da un’equipe internazionale, verrà pubblicato questa settimana sulla rivista Science.

L’atmosfera di Saturno di solito appare placida e tranquilla. Ma circa una volta all’anno (l’anno di Saturno corrisponde più o meno a trenta di quelli terrestri), quando giunge la primavera nell’emisfero settentrionale del pianeta gigante, qualcosa si agita nelle profondità dell’atmosfera, sotto le nuvole, e causa uno straordinario tumulto che si estende a tutto il pianeta (eso9014).

La più recente di queste tempeste è stata scoperta dallo strumento RPWS (Radio and Plasma Wave Science, che studia i campi elettrici e magnetici del pianeta) a bordo del satellite Cassini della NASA [1] in orbita intorno a Saturno. L'evento è stato anche seguito da alcuni astrofili nel dicembre 2010. Ora la tempesta è stata studiata in dettaglio con la camera infrarossa VISIR [2] installata al VLT dell’ESO e contemporaneamente con lo strumento CIRS [3] su Cassini

Quello osservato è il sesto di questi enormi temporali, individuati a partire dal 1876. E' il primo in assoluto ad essere stato studiato nell’infrarosso termico – per misurare le variazioni di temperatura all’interno di una tempesta saturniana – ed il primo in assoluto ad essere osservato con una sonda in orbita.

“Questa perturbazione si è verificata nell’emisfero settentrionale di Saturno e ha prodotto una gigantesca e complessa eruzione di nubi brillanti che ha rapidamente circondato l’intero pianeta,” spiega Leigh Fletcher (Università di Oxford, UK), primo autore di questo nuovo studio. “Il fatto che sia il VLT che la sonda Cassini abbiano studiato contemporaneamente questa tempesta ci fornisce una rara opportunità di contestualizzare le osservazioni di Cassini. Gli studi precedenti a questo hanno potuto sfruttare solo la luce riflessa del Sole, ma ora, osservando per la prima volta nella banda termica, possiamo svelare regioni nascoste dell’atmosfera e misurare i cambiamenti sostanziali della temperatura e dei venti associati con questo evento.”

La tempesta potrebbe essere stata prodotta all'interno delle nubi di vapor d’acqua dove un fenomeno simile ad un temporale ha portato alla creazione di un grande flusso convettivo: così come l’aria calda sale in una stanza quando se ne aumenta la temperatura, questa massa di gas si muove verso l’alto e perfora lo strato superiore dell’atmosfera di Saturno, di solito imperturbato. Queste gigantesche alterazioni interagiscono con i venti che si spostano verso est o ovest e producono notevoli variazioni di temperatura fino nella parte superiore dell’atmosfera.

“Le nostre nuove osservazioni mostrano che la tempesta ha avuto un effetto significativo sull’atmosfera, trasportando energia e materia fino a grandi distanze e modificando i venti atmosferici – con la creazione di sinuose correnti a getto e di vortici giganti – e alterando la lenta evoluzione stagionale di Saturno” aggiunge Glenn Orton (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, USA).

Alcune strutture inattese, visibili nelle nuove immagini di VISIR, sono state soprannominate “fari stratosferici”. Si tratta di variazioni di temperatura molto forti nella parte alta dell’atmosfera di Saturno, 250-300 km al di sopra della sommità delle nubi della bassa atmosfera, che mostrano quanto in alto si estenda l’effetto della tempesta. La temperatura nella stratosfera di Saturno è di solito intorno a -130 gradi C in questa stagione, ma i “fari” sono più caldi di circa 15-20 gradi.

I “fari” sono completamente invisibili se si osserva nell'ottico la luce del Sole riflessa, ma possono risultare più brillanti del resto del pianeta nella banda di luce infrarossa osservata da VISIR. Non erano mai stati visti prima, perciò gli astronomi non sono sicuri che si tratti di un effetto comune in queste tempeste.

“Siamo stati fortunati ad avere una sessione osservativa programmata per l’inizio del 2011, che ESO ci ha permesso di svolgere tempestivamente in modo da osservare il fenomeno il prima possibile. Un altro colpo di fortuna è stato che lo strumento CIRS di Cassini ha potuto osservare la tempesta nello stesso momento, così abbiamo avuto le immagini del VLT e la spettroscopia da Cassini da confrontare”, conclude Leigh Fletcher. “Stiamo continuando ad osservare questo evento unico per la nostra generazione”.

Note

[1] La missione Cassini-Huygens è un progetto in cooperazione tra NASA, Agenzia Spaziale Europea e Agenzia Spaziale Italiana. Il Jet Propulsion Laboratory, di Pasadena in California, una divisione dell’Istituto CalTech (California Institute of Technology), gestisce la missione per conto del Science Mission Directorate della NASA, Washington, DC.

[2] VISIR è lo spettrometro e camera per l'infrarosso-termico del VLT. VISIR è stato construito dal CEA/DAPNIA/SAP e da NFRA/ASTRON.

[3] CIRS è l'acronimo di Composite Infrared Spectrometer, uno degli strumenti di Cassini. CIRS analizza la radiazione calorica ed è capace di scoprire la composizione di un oggetto.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca è descritta in un articolo che verrà pubblicato sulla rivista Sciencein uscita il 19 Maggio 2011.

L'equipe di lavoro è costituita da Leigh N. Fletcher (University of Oxford, UK), Brigette E. Hesman (University of Maryland, USA), Patrick G.J. Irwin (University of Oxford), Kevin H. Baines (University of Wisconsin-Madison, USA), Thomas W. Momary (Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, USA), A. Sanchez-Lavega (Universidad del País Vasco, Bilbao, Spain), F. Michael Flasar (NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Maryland, USA), P.L. Read (University of Oxford, UK), Glenn S. Orton (JPL), Amy Simon-Miller (GSFC), Ricardo Hueso (Universidad del País Vasco), Gordon L. Bjoraker (GSFC), A. Mamoutkine (GSFC, Teresa del Rio-Gaztelurrutia (Universidad del País Vasco), Jose M. Gomez (Fundacion Esteve Duran, Barcelona, Spain), Bonnie Buratti (JPL), Roger N. Clark (US Geological Survey, Denver, USA), Philip D. Nicholson (Cornell University, Ithaca, USA), Christophe Sotin (JPL).

L’ESO (European Southern Observatory) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l’osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L’ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L’ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L’ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d’avanguardia nella banda visibile. L’ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L’ESO al momento sta progettando l’European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), di 42 metri, che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà “il più grande occhio del mondo rivolto al cielo”.

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• Comunicato stampa della NASA

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