Urano e la perdita di atmosfera letta nel campo magnetico
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I dati del sorvolo della Voyager 2, datati 1986, continuano a fornire spunti di studio e di scoperte. Viene alla luce in questo modo il ruolo del campo magnetico per la perdita atmosferica del pianeta


Fonte Gina A. DiBraccio et al. Voyager 2 constraints on plasmoid‐based transport at Uranus, Geophysical Research Letters (2019)


Urano ripreso il 14 gennaio 1986, con l'atmosfera azzurra dovuta al metano. Crediti NASA/JPL-Caltech
Urano ripreso il 14 gennaio 1986, con l'atmosfera azzurra dovuta al metano. Crediti NASA/JPL-Caltech

I dati della sonda Voyager 2 relativi al sorvolo di Urano, datato1986, continuano a far lavorare gli astronomi. Un sorvolo che ha portato la sonda a 81.433 chilometri di distanza dalle nubi più alte, collezionando dati che hanno evidenziato due nuovi anelli, undici lune e una temperatura al di sotto dei -214°C. 

A distanza di trenta anni gli scienziati riguardano i dati scoprendo qualcosa in più sul campo magnetico di Urano, grazie al passaggio della Voyager 2 attraverso un plasmoide, una bolla magnetica gigante che potrebbe aver trasportato atmosfera dal pianeta allo spazio come per gli altri pianeti del Sistema Solare . Basti pensare a Venere, che vede idrogeno universi al vento solare ; a Giove e Saturno, che espellono particelle cariche; alla Terra stessa e a Marte. Si tratta di processi che nella scala del tempo umana restano minimi ma che possono alterare il destino di un pianeta. Come Marte, appunto. 

Animazione del campo magnetico di Urano. Le frecce gialle puntano verso il Sole, quelle blu segnano l'asse magnetico di Urano mentre quelle blu scuro segnano la rotazione del pianeta. Crediti NASA/Scientific Visualization Studio / Tom Bridgman
Animazione del campo magnetico di Urano. Le frecce gialle puntano verso il Sole, quelle blu segnano l'asse magnetico di Urano mentre quelle blu scuro segnano la rotazione del pianeta. Crediti NASA/Scientific Visualization Studio / Tom Bridgman

La fuga dell'atmosfera è guidata dal campo magnetico del pianeta, il quale può aiutare il processo oppure rallentarlo. I campi magnetici proteggono i pianeti, ponendolo al riparo dall'azione erosiva del vento solare, ma possono creare opportunità di fuga atmosferica proprio come accade per Giove e Saturno quando le linee del campo magnetico si uniscono.

E Urano?

Urano sembra procedere per proprio conto: contrariamente agli altri pianeti del Sistema Solare, il pianeta ruota su un lato completando un rotolamento ogni diciassette ore. L'asse del campo magnetico punta a 60° di distanza dall'asse di rotazione e questo fa sì che la magnetosfera oscilli come un pallone ovalizzato. L'analisi più dettagliata dei campi magnetici vicini a Urano ha evidenziato la presenza di picchi e di lacune, una sorta di zig-zag che racconta una storia. La storia di un plasmoide, oggetto sconosciuto o quasi ai tempi  della Voyager-2 ma che potrebbe giocare un ruolo importante nella perdita di massa da parte dei pianeti. Queste gigantesche bolle di plasma si staccano dalla coda magnetica dei pianeti e, con abbastanza tempo a disposizione, possono portarsi dietro gli ioni atmosferici cambiando alla lunga la composizione atmosferica. Altri pianeti hanno già evidenziato processi simili, ma per Urano è la prima volta.

I dati del magnetomstro della Voyager 2. La linea rossa mostra la media su periodi di 8 minuti. In nero, gli stessi dati alla risoluzione di 1.92 secondi. Crediti NASA/Dan Gershman
I dati del magnetomstro della Voyager 2. La linea rossa mostra la media su periodi di 8 minuti. In nero, gli stessi dati alla risoluzione di 1.92 secondi. Crediti NASA/Dan Gershman

Il plasmoide appare come una spezzata veloce di tipo up-down in 60 secondi dei dati della Voyager, ma se fosse possibile ottenere un diagramma a tre dimensioni osserveremmo una forma cilindrica. Dal confronto con i plasmoidi di Giove, Saturno e Mercurio, si stima una dimensione di almeno 204 mila chilometri di lunghezza, ampia almeno 400 mila chilometri

Quando la Voyager 2 è passata all'interno di questa struttura, i dati hanno consentito di risalirne alla probabile origine. Contrariamente ad altri pianeti che posseggono un campo magnetico interno contorno, Urano ha evidenziato anelli lisci e chiusi, a forma di cappio, tipici di un pianeta che lancia nello spazio frammenti di atmosfera, in cui le forze centrifughe prendono il sopravvento pizzicando il plasmoide. Una struttura simile potrebbe aver determinato tra il 15 e il 55% della perdita di massa atmosferica da parte di Urano, percentuale superiore a quella di Giove e Saturno.