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Utilizzando il James Webb Space Telescope, un team internazionale di ricercatori ha mappato per la prima volta l’atmosfera superiore di Urano, una delle meno comprese del Sistema Solare. Il pianeta è stato osservato lungo quasi un’intera rotazione dallo strumento NirSpec a bordo di Webb, offrendo misure fondamentali sulla struttura verticale della sua ionosfera, lo strato atmosferico che interagisce fortemente con il campo magnetico del pianeta e dove si formano le aurore.
Queste osservazioni hanno rivelato dettagli finora sconosciuti sulla composizione di questa regione, sul comportamento dei plasmi e soprattutto sull’interazione con il campo magnetico. Pubblicata su Geophysical Research Letters, la ricerca offre una nuova prospettiva su come i pianeti giganti ghiacciati distribuiscono l’energia nei loro strati atmosferici superiori. Dal lavoro emerge per la prima volta una visione tridimensionale dell’alta atmosfera di Urano.
«Grazie alla sensibilità di Webb, possiamo tracciare il movimento dell’energia verso l’alto attraverso l’atmosfera del pianeta e persino vedere l’influenza del suo campo magnetico asimmetrico», afferma Paola Tiranti della Northumbria University, prima autrice dello studio.
Il quadro fornito dall’indagine è oggi il più dettagliato mai ottenuto di dove si formano le aurore su Urano e di come questi eventi siano modellati dal campo magnetico del pianeta.
La magnetosfera di Urano è una delle più peculiari del Sistema Solare: il suo asse magnetico è fortemente inclinato e spostato rispetto all’asse di rotazione. A differenza di quanto accade sulla Terra, dove le aurore sono confinate in regioni relativamente stabili attorno ai poli, su Urano tali emissioni si distribuiscono in modo assai più complesso e dinamico.
Le osservazioni di Webb hanno individuato due bande luminose di emissione aurorale vicino ai poli magnetici, oltre a una sorprendente regione intermedia in cui sia l’emissione sia la densità delle particelle risultano ridotte. Questa zona scura potrebbe essere direttamente collegata alla geometria inclinata e sfalsata del campo magnetico, che altera il modo in cui il vento solare deposita energia nell’atmosfera.
Un altro risultato chiave riguarda la temperatura dell’alta atmosfera. Il team ha misurato un valore medio di circa 150 °C, inferiore rispetto a quanto indicato da osservazioni precedenti effettuate da telescopi terrestri e dalla storica missione Voyager 2 durante il flyby del 1986.
Questi dati confermano che l’atmosfera superiore di Urano si sta raffreddando da decenni, una tendenza iniziata nei primi anni ’90 e ancora non del tutto spiegata.
Comprendere questo raffreddamento è cruciale per chiarire il bilancio energetico del pianeta e il ruolo svolto dall’attività interna, dalla radiazione solare e dalle interazioni magnetosferiche.
Ricostruire in 3D l’ionosfera di Urano è un passo importante per capire meglio i giganti ghiacciati, pianeti molto diffusi anche attorno ad altre stelle. Studiare la loro atmosfera superiore aiuta, infatti, a interpretare le osservazioni di esopianeti simili.
Immagine in evidenza: L’osservazione di Urano effettuata dallo strumento NirSpec di Webb. Crediti: Esa/Webb, Nasa, Csa, STScI, P. Tiranti, H. Melin, M. Zamani (Esa/Webb)
