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Un team internazionale di scienziati guidato da Jonas Rabia, dell’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (Cnrs, Cnes) di Tolosa, ha pubblicato in questi giorni su Nature Communications uno studio in cui si conferma che anche Callisto, come le altre lune galileiane Io, Europa e Ganimede, lascia la propria ‘firma luminosa’ nell’atmosfera di Giove.

Le aurore polari su Giove sono le più spettacolari e luminose del Sistema Solare. A differenza di quelle che vediamo sul nostro pianeta, non sono generate soltanto dal vento solare, ma anche dalle lune maggiori, che contribuiscono a creare bagliori particolari chiamati ‘impronte aurorali‘. Si tratta di firme luminose uniche, prodotte dall’interazione di ciascuna luna con il campo magnetico gioviano. La nostra Luna non produce questo effetto sulla Terra, mentre i satelliti galileiani sì.
Essendo immerse nel campo magnetico del gigante gassoso, le grandi lune di Giove sono connesse alla sua ionosfera tramite linee di campo, lungo le quali viaggiano correnti elettriche e onde magnetoidrodinamiche di tipo Alfvén. Queste trasferiscono energia e accelerano gli elettroni verso i poli del pianeta, finendo per farli precipitare nell’atmosfera superiore di Giove eccitando varie molecole (soprattutto diidrogeno H₂, ma anche alcuni idrocarburi e metano) e generando emissioni luminose: le macchie aurorali note come ‘impronte’.

Delle quattro lune più massicce di Giove, finora gli astronomi avevano identificato soltanto le impronte aurorali di Io, Europa e Ganimede. Mancava quindi Callisto, la più distante delle lune galileiane, la cui assenza restava un mistero. Nonostante i molteplici tentativi  di trovarla con il telescopio spaziale Hubble, l’impronta di Callisto era rimasta sfuggente, probabilmente perché molto debole e il più delle volte sovrapposta all’ovale aurorale principale che si forma nella regione polare del gigante gassoso.

La svolta è arrivata grazie alle osservazioni di Juno, la sonda della Nasa che dal 2016 è in orbita attorno a Giove per studiarlo da vicino. Nel settembre 2019, mentre percorreva la sua ventiduesima orbita, si è verificata una coincidenza favorevole: un flusso di plasma particolarmente intenso, emesso dal Sole, ha compresso la magnetosfera gioviana fino a spingere l’ovale aurorale verso l’equatore. Questo avveniva proprio mentre la traiettoria della sonda passava lungo la linea di campo magnetico che collega Callisto a Giove.
Grazie allo spostamento, che ha liberato la visuale sulla tenue impronta di Callisto, e alla posizione favorevole, gli strumenti di Juno hanno finalmente individuato e catturato il segnale tanto atteso: una firma luminosa, tenue ma inconfondibile, prodotta dall’interazione tra il gigante gassoso e una delle sue lune più imponenti. Per sfruttare al massimo la fortunata combinazione, Juno ha registrato anche degli esempi della popolazione particellare, delle onde e dei campi elettromagnetici associati all’evento.

Con questa scoperta il quadro sull’interazione tra Giove e le sue grandi lune è finalmente più chiaro e completo: tutte e quattro lasciano la propria ‘firma’ luminosa nella sua atmosfera. Una sorta di ritratto di famiglia che mostra quanto sia dinamico e complesso l’ambiente magnetico del pianeta più grande e influente del Sistema Solare.

 

Immagine di apertura: L’aurora blu elettrico di Giove ripresa nelle frequenze dell’ultravioletto dal telescopio Hubble, nel novembre del 1998. Nell’immagine si possono vedere anche le tracce delle emissioni provenienti dalle lune medicee, ad esempio quella di Io è il punto luminoso  biancastro con la scia, a sinistra.
Crediti: Nasa, Esa & John T. Clarke (Università del Michigan)