Il campo magnetico di Giove è così potente da produrre luci nel cielo della lontana Calisto, e le aurore di ogni grande luna sono diverse.
Le potenti aurore di Giove sono ben note, nonostante la diminuzione del vento solare nella sua posizione, sembrano persino avere effetti curiosi sull’equilibrio termico del pianeta gigante . I componenti UV delle aurore lunari sono stati studiati in precedenza , nonostante le loro atmosfere sottili e la mancanza di campi magnetici propri. Ora, la ricerca è stata estesa allo spettro visibile e ha ampliato ciò che sappiamo sulle atmosfere che questi mondi hanno.
Gli articoli sui gemelli in The Planetary Science Journal si basano sui risultati raccolti con lo spettrometro Echelle ad alta risoluzione (HIRES) presso l’Osservatorio Keck e gli spettrografi su altri grandi telescopi. È la prima volta che l’aurora ottica viene studiata su tre delle lune. Non c’è speranza di vedere le aurore quando le lune sono alla luce del giorno, ma la Terra è troppo vicina al Sole per osservarne i lati lontani. Invece, il team ha osservato le lune quando Giove ha bloccato la luce del sole. “Queste osservazioni sono complicate perché all’ombra di Giove le lune sono quasi invisibili. La luce emessa dalle loro deboli aurore è l’unica conferma che abbiamo persino puntato il telescopio nel posto giusto”, ha detto in una nota la dott.ssa Katherine de Kleer del Caltech. Le aurore terrestri sono causate dal campo magnetico del pianeta che incanala le particelle cariche verso i poli, dove le collisioni con i gas nell’atmosfera producono i colori che vediamo. Quei colori dipendono dai gas specifici con cui interagiscono le particelle. Io è dove le cose si fanno più interessanti, essendo non solo la luna più vicina al cuore del campo magnetico, ma con un’atmosfera costantemente rinfrescata da pennacchi vulcanici alti centinaia di chilometri. Il risultato è un bagliore giallo-arancio come i lampioni al sodio, mescolato con un po’ di rosso e verde dell’ossigeno. Le aurore variano a seconda della relazione di ciascuna luna in quel momento con il campo magnetico inclinato di Giove e la sua ombra. “Il sodio di Io diventa molto debole entro 15 minuti dall’ingresso nell’ombra di Giove, ma ci vogliono diverse ore per riprendersi dopo che emerge alla luce del sole”, ha detto il professor Carl Schmidt della Boston University, questo è dominante per la maggior parte del tempo. Le sottili atmosfere di Europa e Ganimede sono ancora sufficienti per produrre aurore, ma sono di un rosso intenso piuttosto che del verde predominante della Terra. Questi tre hanno tutti delle aurore nel vicino infrarosso, invisibili ai nostri occhi ma rilevabili dai telescopi, causate dal potassio su Io e dall’ossigeno sui due successivi. “La luminosità dei diversi colori dell’aurora ci dice di cosa sono probabilmente composte le atmosfere di queste lune”, ha detto de Kleer. “Scopriamo che l’ossigeno molecolare, proprio come quello che respiriamo qui sulla Terra, è probabilmente il principale costituente delle gelide atmosfere lunari”. I risultati sono almeno altrettanto significativi per i colori che non sono stati rilevati. Gli studi suggeriscono che appena un quinto dell’atmosfera di Europa è costituito da vapore acqueo, nonostante il rilevamento in passato di geyser che si pensava provenissero dal suo oceano interno. Il team ha potuto solo stabilire un limite massimo per l’acqua nell’atmosfera di Ganimede, nonostante fosse anche sospettato di avere un oceano sotterraneo, mentre l’aurora di Callisto è così debole che la sua composizione era difficile da determinare. Questi risultati sono in conflitto con i sondaggi UV, che hanno trovato molta più acqua. I giornali suggeriscono che il movimento nell’ombra potrebbe cambiare anche la composizione delle atmosfere di Europa e Ganimede.
