Una nuova ricerca suggerisce che i modelli meteorologici sorprendentemente diversi ai poli di Giove e Saturno – uno dominato da un unico, massiccio esagono, l’altro da un vortice centrale circondato da otto tempeste più piccole – potrebbero essere direttamente collegati alla composizione dei loro interni. Questa svolta offre un nuovo modo per studiare indirettamente gli strati profondi di questi giganti gassosi, che sarebbero altrimenti inaccessibili all’osservazione diretta.
L’enigma polare
Per decenni, gli astronomi si sono interrogati sul perché Giove e Saturno, nonostante le loro dimensioni e composizione chimica simili, presentino un clima polare così contrastante. Il polo nord di Giove presenta un vortice centrale circondato da otto tempeste vorticose più piccole, ciascuna larga circa la metà della Terra. Al contrario, il polo nord di Saturno ospita un unico, colossale vortice esagonale che si estende per ben 18.000 miglia.
La discrepanza è rimasta inspiegabile, poiché entrambi i pianeti sono composti principalmente da idrogeno ed elio. Ora, le simulazioni condotte dai ricercatori del MIT suggeriscono che la risposta sta nella “durezza” del gas alla base dei loro vortici polari.
Modellazione del comportamento dei vortici
Il team ha eseguito simulazioni complesse, variando fattori come la dimensione planetaria, la velocità di rotazione, il riscaldamento interno e la densità del gas alla base del vortice. Hanno scoperto che una base di gas più morbida e leggera promuove la formazione di più vortici, come quelli visti su Giove, mentre una base più dura e più densa favorisce un singolo vortice dominante, rispecchiando la tempesta esagonale di Saturno.
“Il nostro studio mostra che le proprietà interne e la morbidezza del fondo del vortice influenzano i modelli dei fluidi superficiali”, spiega Wanying Kang, un membro del gruppo di ricerca. “Questa connessione tra il clima superficiale e l’interno del pianeta non è mai stata stabilita prima”.
Implicazioni per la composizione planetaria
I risultati suggeriscono che Saturno potrebbe avere un interno più duro e stratificato di Giove. Ciò potrebbe essere dovuto a una maggiore concentrazione di elementi più pesanti come metalli o materiali condensati all’interno di Saturno, che aumenterebbe la densità della sua atmosfera inferiore. Giove, al contrario, sembra essere composto da gas più morbidi e leggeri.
Questa intuizione è significativa perché fornisce un metodo indiretto per sondare l’interno dei giganti gassosi. Studiare direttamente le profondità di questi pianeti è impossibile con la tecnologia attuale, rendendo inestimabile questo collegamento tra i fenomeni superficiali e la struttura interna. La ricerca, accettata per la pubblicazione in Proceedings of the National Academy of Sciences, si basa sui dati delle missioni Juno e Cassini della NASA, che hanno fornito immagini dettagliate delle tempeste polari di Giove e Saturno negli ultimi due decenni.
Comprendere la struttura interna dei giganti gassosi è fondamentale non solo per la scienza planetaria ma anche per perfezionare i modelli di formazione ed evoluzione dei pianeti. Rivelando una connessione fondamentale tra il clima superficiale e la composizione profonda, questa ricerca apre nuove strade per svelare i misteri di questi mondi colossali.
