Universe

Ganimede: luna di Giove

Un fenomeno, registrato poco lontano dal più grande satellite del Sistema Solare, è di origine naturale. Ma nulla di trascendente. Forse è simile a quello di Alpha Centauri

La sonda della missione Juno, ha rilevato, per la prima volta, un segnale radio proviente da Ganimede, una delle lune di Giove. Patrick Wiggins, uno degli responsabili dell’agenzia statunitense nello stato dello Utah, ha subito chiarito come il segnale non ha un’origine artificiale, affermando che “è il risultato di un fenomeno naturale“.

Durato soli 5 secondi il segnale è stato registrato dalla sonda della NASA mentre stava viaggiando a una velocità di 50 chilometri al secondo attraverso la regione polare di Giove, dove le linee del suo campo magnetico si collegano con quelle di Ganimede.

Spazio: la NASA registra un segnale radio dalla luna di Giove Ganimede
Spazio: la NASA registra un segnale radio dalla luna di Giove Ganimede

Il fenomeno è stato provocato, dunque, dall’oscillazione degli elettroni dovuta all’interazione tra i campi magnetici dei due corpi celesti. Tutto ciò amplifica le onde radio molto rapidamente. Lanciata il 5 agosto del 2011 ed è entrata nell’orbita di Giove il 4 luglio 2016, Juno sta osservando la gravità e i campi magnetici di Giove, le dinamiche atmosferiche, la composizione e l’evoluzione dei vari fenomeni che caratterizzano il gigante gassoso.

Con un diametro di 5.268 chilometri Ganimede è il 26% più grande di Mercurio, sebbene abbia una massa inferiore del 60%. Grazie alla presenza di un nucleo metallico, è l’unica luna nota per avere un campo magnetico.

Fratture nel ghiaccio sull’oceano di Ganimede

Un’analisi della distribuzione delle faglie presenti sulla superficie della grande luna gioviana ha permesso di stimarne la penetrazione all’interno della crosta ghiacciata, determinandone lo spessore: tra i 105 e i 130 km. Lo studio, guidato da Alice Lucchetti dell’Inaf di Padova, ha importanti risvolti per la missione spaziale dell’Esa Juice

Lo studio, pubblicato oggi su Planetary and Space Science, è stato condotto da un gruppo multidisciplinare tutto italiano – ne fanno parte, oltre agli astrofisici dell’Inaf, anche ricercatori dell’Infn, dell’Ingv e dell’Università di Padova – sulle “carte topografiche” di Ganimede messe a punto grazie alle immagini acquisite dalle sonde della Nasa Galileo, Voyager 1 e Voyager 2.

Immagini nelle quali si nota la presenza di due terreni differenti: i terreni più chiari, chiamati bright, e quelli più scuri, chiamati dark. Rispetto ai “vecchi” terreni dark, quelli bright sono geologicamente più recenti, la densità di crateri è minore e in superficie sono solcati, appunto, da queste faglie chiamate grooves: strutture morfotettoniche che rappresentano la deformazione fragile della crosta ghiacciata di Ganimede, e quindi l’evidenza dell’attività tettonica che ha deformato il satellite durante la sua evoluzione.

«Queste spaccature nella crosta ghiacciata giocano un ruolo importante nella possibile connessione tra materiale superficiale e l’oceano liquido presente in profondità», spiega Lucchetti a Media Inaf. «Per ottenere informazioni riguardo lo spessore crostale che si trova sopra l’oceano liquido abbiamo analizzato le grooves presenti in quattro regioni equatoriali di Ganimede:

Uruk Sulcus, Babylon Sulci, Phrygia Sulcus e Mysia Sulci – contenenti rispettivamente 1068, 882, 678 e 987 grooves. La stima della lunghezza di queste grooves ci ha permesso di ottenere informazioni riguardo la loro propagazione ed evoluzione nella crosta ghiacciata.

In particolare, abbiamo osservato che le fratture seguono un andamento differente a seconda della loro lunghezza, suggerendo la presenza di due popolazioni di grooves diverse: quelle più corte (meno di 150-200 km) sono confinate in uno spessore crostale più superficiale, mentre quelle più lunghe (oltre i 200 km) sono quelle che teoricamente penetrano più in profondità la crosta ghiacciata, raggiungendo l’interfaccia crosta-oceano liquido».

ganimede
Proiezioni ortografiche di Ganimede. Le faglie rappresentate in arancione nelle due mappe più basso sono in totale 14707 nella fascia equatoriale (tra 60° N e 60° S). Fonte: A. Lucchetti et al., Planetary and Space Science, 2020

Successivamente, attraverso un’analisi statistica, è stato possibile ottenere informazioni quantitative riguardo la massima profondità alla quale queste fratture si propagano nella crosta ghiacciata.

Studiando la loro distribuzione spaziale superficiale è infatti possibile stimare la profondità massima alla quale l’interconnessione tra le fratture si ferma, suggerendo dunque la presenza di uno strato meccanico differente dalla crosta ghiacciata attorno, appunto ai 105-130 km sotto il livello del suolo.

«È un metodo comunemente usato qui sul nostro pianeta per ottenere stime dello spessore della crosta terrestre», prosegue Lucchetti, «un approccio geologico-strutturale che, applicato a Ganimede, ci ha permesso di ottenere nuovi risultati riguardo la profondità alla quale le grooves penetrano e riguardo la differente stratificazione reologica/meccanica della sua crosta.

Ed è una tecnica che può essere utilizzata anche su tutti gli altri corpi che presentano un oceano liquido al loro interno. Inoltre, grazie alla nostra analisi possiamo suggerire che le fratture che raggiungono l’oceano liquido sono quelle che geograficamente si trovano lungo le zone di confine tra i terreni dark e bright. Zone dunque che costituiranno obiettivi importanti per l’esplorazione futura di Ganimede».

Esplorazione futura, sì, ma del futuro prossimo: il lancio di Juice, la missione dell’Esa che studierà le lune ghiacciate di Giove, è infatti in calendario per il 2022. E la telecamera di bordo alla quale spetterà acquisire le immagini ad alta risoluzione, Janus, è uno strumento made in Italy – fornito dall’Agenzia spaziale italiana e realizzato sotto la guida dell’Università “Parthenope” di Napoli.

«Janus ci permetterà di avere una copertura globale di Ganimede, con immagini aventi una risoluzione di 100-150 metri per pixel», spiega Maurizio Pajola dell’Inaf di Padova, coautore dello studio pubblicato su Planetary and Space Science. «I dati che ci fornirà renderanno possibile studiare in maggiore dettaglio le grooves di Ganimede per rispondere ai numerosi quesiti che ancora caratterizzano questo satellite».

Le prime immagini del polo nord di Ganimede

L’agosto scorso la sonda spaziale Juno, è riuscita a catturare per la prima volta immagini uniche del polo Nord di Ganimede, una delle lune del gigante gassoso. Come scritto, si tratta della prima volta che vediamo con questo dettaglio uno dei poli della luna gioviana.

ganimede

Le immagini in realtà risalgono alla fine di Dicembre 2019 quando la Juno ha sorvolato il polo Nord di Ganimede. Nonostante sia “una luna”, si tratta del nono oggetto più grande del Sistema Solare, risultando più grande di un pianeta come Mercurio.

La Juno ha potuto mostrarci in maniera chiara per la prima volta quella zona di Ganimede che è costituito principalmente da ghiaccio. Avere dati di questo tipo permetterà di comprendere la formazione e l’evoluzione di una delle 79 lune gioviane.

L’interesse intorno a Ganimede è grande! Infatti si tratta dell’unica luna nel nostro sistema che ha un proprio campo magnetico! Grazie alle immagini catturate dalla sonda sappiamo che gli eventi ai poli della luna sono piuttosto complessi. Infatti il ghiaccio di quelle zone subisce l’influenza del plasma generato dall’interazione con Giove.

ganimede

Interessante è anche notare che il ghiaccio, in quelle condizioni, non ha struttura cristallina, che invece si trova all’equatore della luna gioviana. Le immagini di Ganimede sono state catturate a circa 100 mila chilometri di distanza con una risoluzione di 23 km per pixel.

Le informazioni raccolte dalla Juno serviranno in futuro per dare una base alla missione ESA JUpiter ICy moons Explorer che esplorerà le lune ghiacciate come Ganimede, Callisto ed Europa. Si tratta di mondi particolarmente interessanti per capire l’evoluzione del Sistema Solare e indagare la possibilità di vita extraterrestre sia nel nostro sistema sia in altri sistemi simili.

Secondo quanto raccontato dall’agenzia spaziale, per catturare le nuove immagini sono state realizzate dallo strumento JIRAM(acronimo di Jovian Infrared Auroral Mapper) composto da una fotocamera e uno spettrometro che catturano immagini nello spettro dell’infrarosso tra 2 e 5 micrometri. C’è anche un pezzo d’Italia in questo successo: lo strumento infatti è stato realizzato da INAF e Selex-Galileo, entrambe realtà del nostro Paese.

Il più grande cratere da impatto del sistema solare

Rianalizzando con tecniche nuove le immagini ottenute dalle missioni Voyager 1, Voyager 2 e Galileo della Nasa, un terzetto di ricercatori giapponesi, provenienti dalla Kobe University e dal National Institute of Technology, ha studiato in dettaglio l’orientamento e la distribuzione degli antichi avvallamenti tettonici che solcano Ganimede, il maggiore dei satelliti naturali del pianeta Giove e il più grande dell’intero Sistema solare.

In un articolo pubblicato qualche mese fa sulla rivista Icarus, il gruppo di ricerca spiega come questi avvallamenti siano distribuiti in cerchi concentrici su quasi tutta la superficie di Ganimede, formando un sistema di solchi molto più esteso di quanto si credeva in precedenza.

Una tale estensione, secondo gli autori, indica che gli avvallamenti potrebbero essere i resti di un unico, gigantesco cratere da impatto che ricopre buona parte di Ganimede. Se così fosse, si tratterebbe della più grande struttura da impatto finora identificata nel Sistema solare.

ganimede

I risultati dell’analisi hanno infatti rivelato che quasi tutti questi solchi (furrows) sembrano essere disposti in anelli concentrici centrati attorno a un unico punto localizzato a 20° sud 180° ovest, formando strutture multianello con un’estensione radiale di 7800 km. Per fare un confronto, la circonferenza media di Ganimede è di soli 16530 km.

Sulla base di una simulazione al computer condotta utilizzando un “Pc Cluster” da 1344 Cpu, operativo al centro di astrofisica computazionale presso l’Osservatorio astronomico nazionale del Giappone (Naoj), i ricercatori ipotizzano che il gigantesco cratere di Ganimede potrebbe essere il risultato dell’impatto di un asteroide con un raggio di 150 km che viaggiava a 20 km/s.

ganimede
A sx, mappa equidistante azimutale centrata a 20° sud 180° ovest che mostra il terreno antico scuro e i solchi di Ganimede, indicati da linee gialle. A dx, mappa dell’emisfero opposto. Crediti: Nasa

Per ora si tratta di una mera ipotesi, che potrà essere però sostenuta dalle osservazioni di future missioni, come Juice, dell’Agenzia spaziale europea, o Europa Clipper, della Nasa. Gli autori del nuovo studio calcolano che, se la stima è corretta, Ganimede dovrebbe presentare un’anomalia gravitazionale positiva con un raggio di circa mille chilometri attorno alla posizione 20°S 180°O.

 

Riferimenti e approfondimenti

  1. Planetary and Space Science l’articolo “Equatorial grooves distribution on Ganymede: Length and self-similar clustering analysis”, di A. Lucchetti, C. Rossi, F. Mazzarini, M. Pajola, R. Pozzobon, M. Massironi e G. Cremonese
  2. Universe
5 1 vote
Article Rating
Subscribe
Notificami
guest
0 Commenti
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x