Juno ridefinisce la forma di Giove includendo l'effetto dei venti

La sonda Juno ha permesso di ricalcolare la forma di Giove con una precisione senza precedenti includendo l'influenza dei suoi venti zonali. Attraverso l'analisi di numerose occultazioni radio, lo studio determina i raggi del pianeta al livello di pressione di 1 bar, ottenendo valori inferiori alle stime precedenti e riducendo l'incertezza di un ordine di grandezza. Questo profilo raffinato migliora il riferimento spaziale per le misurazioni atmosferiche dipendenti dalla pressione e ha implicazioni dirette per i modelli della struttura interna gioviana.

La forma di un pianeta a rapida rotazione

Giove è il pianeta che ruota più velocemente nel sistema solare ed esibisce un rigonfiamento equatoriale pronunciato. Secondo lo studio, questa forma schiacciata riflette la combinazione della rapida rotazione, della complessa struttura interna e dei venti atmosferici. Le stime precedenti della forma, con incertezze di circa 4 km, si basavano su un'unica analisi di occultazioni radio delle missioni Voyager e Pioneer realizzata quasi cinque decenni fa e non tenevano conto dell'influenza dei forti venti di Giove.

Misurazioni di occultazione radio

Juno è una sonda spaziale della NASA che studia Giove. La sonda ha recentemente fornito numerose misurazioni ad alta precisione di occultazione radio, che lo studio utilizza per determinare la forma del pianeta. In questo tipo di osservazioni, il segnale radio della nave attraversa l'atmosfera di Giove prima di raggiungere la Terra. I cambiamenti nel segnale permettono di sondare l'atmosfera e determinare la dimensione e la forma del pianeta con grande precisione.

L'analisi incorpora gli effetti dei venti zonali nel calcolo della forma. Con questa inclusione, gli autori riportano una riduzione di un ordine di grandezza nell'incertezza rispetto alle stime precedenti. L'articolo comunica i risultati derivati dalle misurazioni di Juno e dall'inclusione di questi effetti atmosferici.

I tre raggi a 1 bar

I valori si riferiscono al livello di pressione di 1 bar. In questa condizione, lo studio ottiene:

• Raggio polare: 66.842 ± 0,4 km.
• Raggio equatoriale: 71.488 ± 0,4 km.
• Raggio medio: 69.886 ± 0,4 km.

Il segno ± esprime l'incertezza indicata per ogni raggio. Confrontati con le stime precedenti, i nuovi valori sono, rispettivamente, 12 km, 4 km e 8 km più piccoli. Sono dimensioni distinte di un pianeta schiacciato, non valori intercambiabili; il loro confronto descrive sia il rigonfiamento equatoriale sia una scala media, sempre al livello di pressione specificato.

Cosa indicano i risultati sui venti

L'analisi indica che i venti al di sopra delle cime visibili delle nuvole sono, in gran parte, barotropici, ovvero mostrano una variazione verticale minima nella regione considerata. Questo risultato si riferisce all'interpretazione dei venti ottenuta nello studio insieme alla nuova determinazione della forma.

Il profilo di raggi raffinato migliora anche il riferimento spaziale per misurazioni che dipendono dalla pressione. Secondo gli autori, quel riferimento offre un contesto più preciso per interpretare la dinamica atmosferica di Giove.

Implicazioni per i modelli dell'interno

Gli autori sottolineano che la forma aggiornata ha implicazioni importanti per i modelli di struttura interna. In particolare, i risultati supportano un'atmosfera più fredda e arricchita in metalli, e aiutano a riconciliare le discrepanze tra modelli, misurazioni della sonda Galileo e temperature derivate da Voyager. Si tratta di implicazioni per il confronto e la valutazione dei modelli, mentre i tre raggi a 1 bar sono i valori geometrici comunicati direttamente.

Insieme, Juno fornisce una determinazione più precisa della forma di Giove includendo gli effetti dei venti zonali. I raggi si intendono nella condizione esplicita di 1 bar e delle loro incertezze; il profilo rivisto, a sua volta, serve per migliorare il riferimento delle misurazioni atmosferiche e per esaminare i modelli dell'interno del pianeta.