Saturno: aurore a colpi di... coda!

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Credit: NASA/ESA, Acknowledgement: J. Nichols (University of Leicester)

Nuove spettacolari immagini catturare dai ricercatori dell'Università di Leicester, mostrano che la formazione delle aurore polari più intense di Saturno è strettamente legata al collasso della coda magnetica del pianeta, quando viene colpita dalle particelle cariche provenienti dal Sole.

Proprio come le comete, i pianeti come Saturno e la Terra hanno una "coda" magnetica, una zona dove il campo magnetico del pianeta si allunga influenzato del vento solare.
Quando una raffica particolarmente forte di particelle cariche provenienti dal Sole, colpisce Saturno, può causare il collasso della coda magnetica, con la conseguente formazione di spettacolari aurore. Un processo molto simile a quello che accade qui sulla Terra.

Scienziati dell'Università di Leicester hanno osservato direttamente questo processo su Saturno, tra aprile e maggio del 2013 come parte di una campagne di osservazione dedicata, di tre anni, con il telescopio spaziale Hubble.

I loro risultati sono stati accettati per la pubblicazione su Geophysical Research Letters, una rivista della American Geophysical Union.

Dynamic auroral storms on Saturn as observed by the Hubble Space Telescope [abstract]

We present observations of significant dynamics within two UV auroral storms observed on Saturn using the Hubble Space Telescope in April/May 2013. Specifically, we discuss bursts of auroral emission observed at the poleward boundary of a solar wind-induced auroral storm, propagating at ~330% rigid corotation from near ~01 h LT toward ~08 h LT. We suggest these are indicative of ongoing, bursty reconnection of lobe flux in the magnetotail, providing strong evidence that Saturn's auroral storms are caused by large-scale flux closure. We also discuss the later evolution of a similar storm, and show that the emission maps to the trailing region of an energetic neutral atom enhancement. We thus identify the auroral form with the upward field-aligned continuity currents flowing into the associated partial ring current.

Le immagini a raggi ultravioletti, scattate dalla fotocamera Advanced Camera for Surveys (ACS *) di Hubble, hanno catturato i momenti in cui il campo magnetico di Saturno era influenzato da esplosioni di particelle cariche in arrivo dal Sole.

A causa della composizione dell'atmosfera del pianeta, le sue aurore brillano nella gamma ultravioletta dello spettro elettromagnetico.

Questa campagna di osservazioni con Hubble ha permesso agli astronomi di raccogliere un repertorio senza precedenti dell'attività aurorale. 

Il team ha catturato Saturno durante uno spettacolo di luci molto dinamico.
Alcuni dei lampi sono apparsi nella regione polare del pianeta viaggiando ad oltre tre volte la velocità di rotazione del gigante gassoso di 10 ore (anche l'aurora inedita che avevamo scovato tra le immagini del 2012 sembrava muoversi molto rapidamente).

"Queste immagini sono spettacolari e dinamiche perché le aurore saltano in giro così in fretta", dice il Dr Jonathan Nichols del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università di Leicester, che ha condotto le osservazioni.
"La differenza fondamentale di questo lavoro è che per la prima volta il telescopio è stato in grado di vedere le aurore settentrionali così chiaramente".

"Il modello particolare di aurore che abbiamo visto è collegato al crollo della coda magnetica", ha aggiunto. "Abbiamo sempre sospettato che questo è ciò che accade anche su Saturno. Questa evidenza rafforza davvero la teoria".

"Le nostre osservazioni mostrano una raffica di aurore che si stanno muovendo molto, molto rapidamente in tutta la regione polare del pianeta. Possiamo vedere che la coda magnetica è in fase di grande fermento e in riconfigurazione a causa del vento solare", ha aggiunto Nichols.

Le nuove immagini fanno parte della campagna di osservazione congiunta Hubble - Cassini, che hanno unito gli sforzi per studiare le aurore di Saturno.

* L'Advanced Camera for Surveys (ACS) fu installata a sul telescopio spaziale Hubble a marzo 2002 dalla STS-109 Columbia.
E' una fotocamera costituita da tre canali:
- a largo campo, per studiare il cielo e la distribuzione delle galassie. E' composto da una camera CCD con una capacità di risoluzione di 8 milioni di pixel;
- ad alta risoluzione, ha il compito di cercare stelle e pianeti in formazione, buchi neri e nebulose. E' formato da un CCD da un milione di pixel ed da un coronografo per oscurare la luce degli oggetti brillanti;
- a diaframma chiuso, per osservare nell'ultravioletto stelle calde, quasars, aurore ed atmosfera dei pianeti del nostro Sistema Solare ed esopianeti.