Un vulcano nell’atmosfera di Saturno

Immagini dell’attuale tempesta su Saturno riprese da Cassini in diversi periodi (NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

Capita più o meno una volta ogni 30 anni. Che poi da quelle parti, su Saturno, vuol dire una volta l’anno, perché tanto ci mette il gigante gassoso a fare un giro attorno al Sole. Comunque sia, ogni trenta dei nostri anni si vede una gigantesca e violenta tempesta attraversare l’emisfero nord del pianeti, tanto grande da poter essere osservata anche con strumenti amatoriali. Da quando è iniziata l’osservazione del cielo con telescopi, l’umanità ne ha osservate sei, l’ultima delle quali è in corso ora. E a studiarla, questa volta, ci sono gli affilati strumenti osservativi di Cassini, la sonda realizzata da NASA, ESA e ASI che si trova nel sistema di Saturno dal 2004.

In uno studio pubblicato sulla rivista Icarus, un gruppo di ricercatori guidato da Lawrence Sromovsky dell’Università del Wisconsin a Madison ha usato le osservazioni in banda infrarossa raccolte da Cassini per studiare nei dettagli la composizione e i movimenti della supertempesta attualmente in corso, che ha iniziato a formarsi nel 2010 per raggiungere rapidamente le dimensioni di 15.000 kilometri di ampiezza. Lo studio è una rara occasione di osservare la composizione degli strati più profondi dell’atmosfera di Saturno. Normalmente sono schermati e resi invisibili dalla fitta “nebbia” degli strati superficiali, ma la tempesta rimescola le carte e porta in superficie gas dagli strati più profondi.

La scoperta chiave è che i componenti principali delle nuvole che compongono la tempesta sono tre: ghiaccio d’acqua, ghiaccio di ammoniaca e un terzo gas che potrebbe essere idrosolfuro di ammonio. Impossibile, per ora, capire se i tre componenti siano mescolati nelle singole nuvole, o se si tratti piuttosto di nuvole d’acqua accanto a nuvole di ammoniaca: la prima ipotesi è più probabile, ma i dati sono compatibili anche con la seconda.

In ogni caso, si tratta della prima osservazione diretta di acqua in forma di ghiaccio su Saturno (in precedenza era stata confermata la presenza di acqua allo stato liquido). “crediamo che la tempesta stia portando queste particelle di nuvole verso l’alto, proprio come un vulcano che fa risalire materiale dalle profondità, e le renda visibili dall’esterno dell’atmosfera” spiega Sromovsky. “L’atmosfera superiore è così densa, se osservata con strumenti ottici, che soltanto nelle regioni di tempesta, dove la foschia è attraversata da potenti risalite di materiale, che si vedono il ghiaccio di ammoniaca e di acqua”.

Il modello prevalente dell’atmosfera di Saturno parla di una struttura “a sandwich”, con uno strato di nuvole d’acqua alla base, nuvole di idrosolfuro di ammonio a metà, e nuvole di ammoniaca in cima, proprio sotto la foschia (di composizione sconosciuta) che dal cielo oscura il tutto. Le nuove osservazioni di Cassini servono a convalidare in buona parte sia i modelli dell’atmosfera che quelli che descrivono la formazione delle supertempeste. In particolare la presenza di ghiaccio d’acqua, che si aggiunge a precedenti osservazioni di acqua allo stato liquido, supportano l’idea che le tempeste di questo tipo partano dalla condensazione di acqua negli strati più profondi, circa 200 km al di sotto del manto di nuvole normalmente visibile. Il vapor d’acqua, spiega sempre Sromovsky, è trascinato verso l’alto dai potenti moti convettivi che hanno origine sul fondo dell’atmosfera, condensa e congela mentre risale, probabilmente raccogliendo lungo la strada ammoniaca e idrosolfuro di ammonio.

Fonte: Media INAF | Scritto da Nicola Nosengo