Juno offre le prime immagini del Polo Nord di Ganimede, dove piove plasma

Orbita e osserva in modo intenso Giove e le sue lune da quattro anni ormai, ma l’astronave scientifica Juno (Giunone) ha ancora alcune sorprese da condividere. Per la prima volta, ha ripreso il polo nord di uno degli oggetti più strani del Sistema Solare, la luna di Giove Ganimede.

Lì, la costante pioggia di plasma dalla magnetosfera di Giove ha drammaticamente alterato la superficie ghiacciata della luna, rivelano le nuove immagini.

Ganimede è davvero sorprendente, in realtà. È la luna più grande e più massiccia dell’intero sistema solare. A 5.268 chilometri (3.273 miglia) di larghezza, batte l’intera categoria del pianeta nano in termini di dimensioni, anche con un clock più grande di Mercurio (ma non più massiccio: Mercurio è denso. È come una torta di frutta.).

È costituito da ghiaccio d’acqua e roccia di silicato, con un guscio ghiacciato avvolto intorno a un oceano liquido, avvolto attorno a un nucleo di ferro liquido. Si pensa che questo nucleo dia a Ganimede un altro punto di distinzione: è l’unica luna nel Sistema Solare con la sua magnetosfera, generata dalla convezione nel nucleo.

Poiché Ganimede orbita attorno a Giove all’interno del campo magnetico planetario, anche la magnetosfera della luna è incorporata al suo interno. Questo crea onde di plasma straordinariamente forti mentre le particelle di plasma – principalmente gli elettroni – accelerano lungo le complesse linee del campo magnetico.

Questa accelerazione lungo le linee del campo magnetico ha anche un altro effetto: l’aurora. Qui sulla Terra, tali particelle vengono incanalate verso le regioni polari, dove interagiscono con gli atomi in alto nell’atmosfera per generare straordinari spettacoli di luce.

Ganimede, tuttavia, ha un’atmosfera trascurabile, quindi gran parte del plasma viene scaricato direttamente sulla superficie della luna. Nelle immagini a infrarossi appena rilasciate, prese dallo strumento JIRAM Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), l’effetto di quella costante pioggia di plasma è chiaro.

“I dati JIRAM mostrano che il ghiaccio nel e intorno al polo nord di Ganimede è stato modificato dalla precipitazione del plasma”, ha detto lo scienziato planetario Alessandro Mura, un co-investigatore di Juno presso l’Istituto Nazionale di Astrofisica in Italia.

“È un fenomeno che abbiamo potuto conoscere per la prima volta con Juno perché siamo in grado di vedere il polo nord nella sua interezza”.

Il ghiaccio su entrambi i poli di Ganimede ha una firma a infrarossi diversa dal ghiaccio all’equatore della luna. E l’analisi ha rivelato che ciò è dovuto al fatto che la costante pioggia di plasma ha alterato la struttura stessa dei cristalli di ghiaccio.

Sulla Terra – e sulla maggior parte della superficie di Ganimede – le molecole nella maggior parte dei ghiacci sono disposte secondo uno schema esagonale molto ordinato. Ma in determinate condizioni, questo reticolo pulito può cadere nello scompiglio strutturale. Questa forma disordinata si chiama ghiaccio amorfo; mentre è raro sulla Terra, in realtà è abbastanza comune nello spazio, sui granelli di polvere nelle nuvole interstellari, sulle comete e sui corpi ghiacciati.

Tre delle lune di Giove, Europa, Callisto e Ganimede, sono ghiacciate; e, cosa interessante, hanno tutti diversi profili di ghiaccio. Il ghiaccio di Callisto è cristallino. Europa è amorfo. E Ganimede è uno strano mix.

Ricerche precedenti hanno scoperto che questo potrebbe avere qualcosa a che fare con la vicinanza a Giove; L’Europa è la più vicina e quindi soggetta al più alto livello di radiazione proveniente dalle fasce di radiazione generate dalla magnetosfera di Giove. Callisto è il più lontano e soggetto alla minima radiazione.

Ganimede è nel mezzo e gli scienziati hanno precedentemente suggerito che il suo campo magnetico incanalerebbe la radiazione verso i suoi poli, determinando una maggiore concentrazione di ghiaccio amorfo in quelle posizioni.

Questo è stato ora validato dai dati Juno. Il team di JIRAM ritiene che il costante bombardamento di particelle cariche sulle regioni polari impedisca al ghiaccio di formare una struttura cristallina.

Le osservazioni future potrebbero rivelare di più su questo affascinante fenomeno. La missione principale di Juno è osservare Giove, ma sono in sviluppo più missioni dedicate. L’Agenzia spaziale europea sta pianificando di lanciare un orbita chiamato JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) nel 2022 per controllare non solo Ganimede, ma anche Europa e Callisto.

Queste osservazioni comparative dovrebbero rivelare molto di più sul ghiaccio di Ganimede e sull’effetto delle cinture di radiazione di Giove, piuttosto che guardare solo Ganimede.