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La missione gioviana Juno passerà a soli 1500km da Io

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Karma Explorer

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May 18, 2023, 2:57:04 PM5/18/23
to
Lo scorso 15 maggio la missione Juno è passata a circa 35000 km dalla
superficie di Io. Nei prossimi mesi farà dei passaggi sempre più
ravvicinati, fino ad un flyby a soli 1500km a febbraio.

<https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-juno-mission-getting-closer-to-jupiters-moon-io>

Io è un satellite di Giove. Ha dimensioni simili alla nostra Luna ed è
il corpo geologicamente più attivo del sistema solare, con numerosi
vulcani in eruzione e laghi di lava. Secondo gli scienziati questa
attività non può essere spiegata con meccanismi geologici interni noti,
come quelli presenti sulla Terra. Ritengono che sia l'enorme effetto
mareale causato da Giove a mantenere l'interno di Io fuso e in uno stato
di continua agitazione.

Ricordo un thread di qualche anno fa in cui un utente sosteneva che la
meccanica newtoniana non potrebbe spiegare l'attività vulcanica di Io
con gli effetti mareali di Giove, data la quasi circolarità dell'orbita
e il fatto che il satellite rivolge sempre la stessa faccia al pianeta.

La teoria si basa sul concetto di "marea solida". L'attrazione
gravitazionale tra la Luna e la Terra causa le maree non solo nelle
acque oceaniche, ma anche all'interno del pianeta. Questa deformazione
della crosta e dell'interno di un corpo celeste a causa delle forze
mareali è chiamata marea solida. Anche se le maree liquide possono
essere molto evidenti sulla Terra, le maree solide producono solo una
deformazione di alcuni centimetri sul diametro del pianeta.

Considerando che la Luna produce effetti notevoli sulla Terra, si può
immaginare l'effetto che il gigantesco Giove (318 volte più massiccio
della Terra) ha sulla sua luna Io. La marea solida di Io è di circa un
centinaio di metri, oltre cinque volte più alta della marea oceanica più
alta sulla Terra.

C'è però una differenza fondamentale tra la Terra e la luna di Giove. Il
nostro pianeta gira su se stesso mentre Io rivolge sempre la stessa
faccia verso Giove (come fa la Luna con la Terra). Inoltre, se non ci
fossero altre lune, l'eccentricità dell'orbita di Io sarebbe di solo
0,00001: un cerchio praticamente perfetto; e questa sola eccentricità
“libera”, insieme al blocco mareale, non potrebbe spiegare in effetti
l'attività vulcanica. Io sarebbe semplicemente un po' allungato verso
Giove (e dalla parte opposta) e questo rigonfiamento sarebbe
sostanzialmente fermo rispetto alla superficie; non spostandosi non ci
sarebbe alcun attrito e quindi nessun riscaldamento dell'interno della luna.

Il fatto è Io non è il solo satellite di Giove, ce ne sono molti altri;
e in particolare Ganimede ed Europa sono sufficientemente massicci e
vicini da perturbarne l'orbita. Inoltre le loro orbite sono
“sincronizzate”: Europa percorre un'orbita ogni due orbite di Io, mentre
Ganimede ne percorre una ogni quattro. Questa “sincronia” prende il nome
di risonanza orbitale e determina perturbazioni gravitazionali che
modificano significativamente l'eccentricità di Io, portandola al valore
di 0.0041, comunque bassa ma sufficiente affinché la distanza da Giove
non sia costante e non gli venga rivolta esattamente sempre la stessa
faccia.

Il rigonfiamento si sposta quindi sulla superficie e attraverso
l'interno del pianeta. La spropositata forza gravitazionale di Giove fa
il resto.

È questo il ragionamento che hanno fatto nel 1979 tre ricercatori, S. J.
Peale, P. Cassen, R. T. Reynolds. Quando il Voyager 1 stava ancora
viaggiando verso Giove hanno pubblicato uno studio su Science.

<https://www.researchgate.net/publication/6068304_Melting_of_Io_by_Tidal_Dissipation>

Ho tradotto al meglio le parti discorsive di quell'articolo.

“L’eccentricità libera dell’orbita di io è all’incirca 0.00001. Se
questa eccentricità rendesse conto di tutte le variazioni nella
separazione Giove-Io, la dissipazione di energia dovuta alle maree
sollevate da Giove sul satellite sarebbe trascurabile visto che ruota in
modo sincrono.

Ma il sistema risonante dei satelliti galileiani porta a delle
eccentricità forzate che sono sensibilmente superiori a quelle dei
valori liberi. Ancorché modeste secondo molti standard, queste
eccentricità forzate, associate alle enormi maree indotte da Giove,
portano a una dissipazione mareale che è sicuramente importante e
potrebbe essere dominante nella storia termica dell’interno del
satellite Io.

[…]

[I] calcoli suggeriscono che Io possa essere l’oggetto di tipo terrestre
più intensamente riscaldato del Sistema Solare. La superficie di un
corpo come quello che abbiamo qui postulato non è stata ancora osservata
direttamente. Sebbene la sua morfologia non possa essere prevista in
alcun dettaglio, si potrebbe azzardare la presenza di un vulcanesimo
ricorrente e diffuso, con una superficie notevolmente differenziata ed
emissioni di gas.”

[…]

“Le conseguenze di un interno ampiamente fuso potrebbero essere evidenti
nelle fotografie della superficie di Io che saranno restituite da
Voyager I.”



L’articolo, del gennaio 1979, veniva pubblicato su Science il 2 marzo
dello stesso anno: tre giorni dopo Voyager I doppiava Giove.

Nelle immagini di Io spedite dalla sonda automatica gli autori della
ricerca ebbero la gioia di vedere la conferma puntuale delle loro
ipotesi: un mondo di vulcani attivi, con enormi laghi di lava, pennacchi
di gas e polveri e una superficie continuamente rinnovata dalla ricaduta
di materiale eruttivo.

Questi ricercatori – alla luce della meccanica newtoniana, della
termodinamica e della geologia – avevano PREVISTO con precisione cosa
sarebbe apparso nelle foto dei Voyager prima che arrivassero.

Io lo trovo semplicemente fantastico. È la dimostrazione plastica di
cosa permette di fare la scienza.

noquarter

unread,
May 24, 2023, 7:46:20 AM5/24/23
to
Il giorno giovedì 18 maggio 2023 alle 20:57:04 UTC+2 Karma Explorer ha scritto:
> Lo scorso 15 maggio la missione Juno è passata a circa 35000 km dalla
> superficie di Io. Nei prossimi mesi farà dei passaggi sempre più
> ravvicinati, fino ad un flyby a soli 1500km a febbraio.
....
> Questi ricercatori – alla luce della meccanica newtoniana, della
> termodinamica e della geologia – avevano PREVISTO con precisione cosa
> sarebbe apparso nelle foto dei Voyager prima che arrivassero.
>
> Io lo trovo semplicemente fantastico. È la dimostrazione plastica di
> cosa permette di fare la scienza.

Grazie delle note davvero interessanti!

PS e si è pure sbloccata l'antenna dello strumento RIME!

Karma Explorer

unread,
May 24, 2023, 10:24:04 AM5/24/23
to
Il 24/05/2023 13:34, noquarter ha scritto:

> PS e si è pure sbloccata l'antenna dello strumento RIME!

Infatti! Trattandosi di altissima tecnologia, hanno usato una tecnica
sofisticatissima per sbloccarla: un bello scossone!

:-)
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