Hanno colori accesi, ma nello stesso tempo sono un fenomeno tenue e difficile da osservare: si tratta delle aurore individuate sui quattro maggiori satelliti naturali di Giove, al centro di due studi appena pubblicati su The Planetary Science Journal. Le due indagini (articoli: “The Optical Aurorae of Europa, Ganymede, and Callisto” e “Io’s Optical Aurorae in Jupiter’s Shadow”) sono state coordinate, rispettivamente, dal CalTech-California Institute of Technology e dal Dipartimento di Astronomia dell’Università di Boston.

Le aurore su Io, Europa, Ganimede e Callisto sono state osservate nelle lunghezze d’onda del visibile grazie a una squadra di strumenti dallo ‘sguardo’ acuto: lo spettrometro Hires dell’Osservatorio Keck e gli spettrografi del Large Binocular Telescope e dell’Osservatorio di Apache Point.

Il fenomeno è prodotto dall’intenso campo magnetico di Giove; gli studiosi hanno condotto la loro indagine osservando le lune nell’ombra del pianeta in modo da non essere disturbati dal riflesso della luce solare. Il quartetto presenta le stesse aurore costitute da ossigeno che si manifestano sulle regioni polari della Terra; tuttavia, dato che i gas di questi corpi celesti sono molto più sottili, i chiarori si mostrano con un’intensa colorazione rossa e con una luminosità molto più forte.

Inoltre, su Europa e Ganimede, l’ossigeno si fa ‘sentire’ anche nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso ed è la prima volta che un fatto del genere viene rilevato nell’atmosfera di un corpo celeste differente dalla Terra. Su Io, la luna più interna del quartetto, l’aurora assume un colore tendente all’arancione: questa caratteristica si deve alla presenza di sali (come i cloruri del sodio e del potassio), che sono contenuti negli ampi pennacchi prodotti dal suo vulcanismo. Nella sua atmosfera, poi, è stata individuata – nell’infrarosso – un’aurora costituta da potassio: un unicum mai rilevato prima.

La luminosità dei diversi colori di queste aurore – spiegano gli autori degli studi – ha molto da dire: con tutta probabilità, infatti, ci può fornire dettagli sulla composizione chimica dell’atmosfera delle quattro lune. Per esempio, l’ossigeno molecolare (quello che respiriamo sulla Terra) probabilmente è l’elemento principale dell’atmosfera di Europa, Ganimede e Callisto. Gli scienziati hanno rilevato anche dei cambiamenti nella luminosità delle aurore: questa caratteristica è dovuta all’inclinazione del campo magnetico di Giove, che produce questi mutamenti durante la sua rotazione. L’atmosfera delle lune, inoltre, può reagire in seguito al passaggio dall’irraggiamento solare al freddo dell’oscurità proiettata dal pianeta: è il caso del sodio di Io. Questo elemento diventa molto tenue poco tempo dopo l’ingresso della luna nell’ombra di Giove e, al ritorno della luce solare, impiega molte ore per ‘riprendersi’.

I due studi – concludono gli autori – aggiungono nuovi dettagli all’identikit delle lune medicee; inoltre, tre di esse – le ghiacciate Europa, Ganimede e Callisto – sono l’obiettivo dell’imminente missione Juice dell’Esa, che a bordo ha importanti strumenti finanziati e sviluppati sotto la guida dell’Agenzia Spaziale Italiana.

In alto: elaborazione artistica di Io, con le sue aurore, mentre entra nell’ombra di Giove (Crediti: Chris Faust)