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(P-8) Io e le altre lune di Giove

  Indice

9a. E' la Terra che gira intorno al Sole?

9b. I Pianeti
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Il Sistema Solare
(P-1)    Il Sistema Solare
(P-2)    Mercurio
(P-3)    Venere
(P-4)    La Terra
(P-5)    Marte
(P-6)    Asteroidi
(P-7)    Giove

(P-8)    Io e le altre
               lune di Giove
(P-9)    Saturno
(P-10)  Telescopi
(P-11)  Urano
(P-12)  Nettuno
(P-13)  Plutone e la
               fascia di Kuiper
(P-14)  Comete e altro
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9c. Da Copernico
        a Galileo

10. Le leggi di Keplero


    All'inizio del 1610 Galileo, usando il suo primo telescopio, osservò 3 e poi 4 satelliti che andavano avanti e indietro lungo una linea retta che attraversava Giove - ovviamente si trattava di satelliti orbitanti (quasi) su un medesimo piano, anch'esso vicino al piano dell'eclittica. Se non fosse per il bagliore del pianeta, queste lune sarebbero anche visibili ad occhio nudo in una notte scura. Galileo li chiamò "astri medicei" ("medicea sidera" nel testo in latino) in onore della famiglia dei Medici, signori di Firenze, di cui egli cercava la protezione (la ottenne, ma purtroppo in tal modo dovette lasciare Venezia, dove la Serenissima lo proteggeva dal Papa). I satelliti sono oggi chiamati (in ordine di distanza - da sinistra a destra nell'illustrazione qui sopra) Io, Europa, Ganimede e Callisto, che evocano gli amori illeciti di Giove (o Zeus, la corrispondente divinità greca); anche altre lune scoperte successivamente portano nomi legati a questi amori, di cui la mitologia ha fornito una lunga lista.

    Le tre lune più esterne sono ghiacciate, ma quella più interna Io ha una storia interessante. Poiché si muove molto rapidamente, tra l'inizio e la fine delle sue eclissi trascorre un minuto o poco più, rendendo tali eclissi utili come segnali temporali in un'era in cui gli orologi erano troppo poco precisi per la navigazione. La storia di come Olaf Roemer cercò di tabulare queste eclissi e ottenne (per la prima volta) una stima della velocità della luce è raccontata in un'altra sezione di questo sito web.

    Il capitolo moderno della ricerca su Io ebbe inizio nel 1955 quando, con un esperimento di radioastronomia, Ken Franklin e Bernie Burke scoprirono nel cielo uno strana sorgente di segnali radio, che variava continuamente di posizione. Risultò che si trattava di Giove, e successive osservazioni sulla magnetosfera terrestre indicarono che i segnali provenivano da una densa popolazione di particelle intrappolate. Queste emissioni, tuttavia, non erano completamente casuali, ma in parte richiedevano una specifica posizione di Io rispetto alla linea congiungente Giove e la Terra.

The Moon Io     Le sonde spaziali Pioneer 10 e 11 osservarono la fascia di radiazione di Giove, ma l'alta intensità della radiazione impedì dettagliate osservazioni di Io. Il Voyager 1 passò vicino a Io il 5 Marzo 1979 e scoprì che si trattava del corpo del sistema solare con la più intensa attività vulcanica. Questo avvenne appena qualche settimana dopo che un articolo su "Science" (di Peale, Cassen e Reynolds) prevedeva che l'interno di Io doveva essere riscaldato da pressioni alternate dovute alla gravità di Europa e Ganimede.

    Le riprese fotografiche della sonda Voyager 1 mostrarono una strana superficie di depositi vulcanici vivamente colorati (come nell'immagine mostrata qui, ripresa dalla sonda "Galileo" il 7 Settembre 1996). Allora una ricercatrice, Linda Morabito, esaminando il bordo del satellite, scoprì un enorme zampillo luminoso che si innalzava dalla sua superficie. In seguito, furono localizzati altri condotti vulcanici attivi.

    I vulcani di Io possono costituire la sorgente di molti degli ioni nella magnetosfera di Giove, e possono anche dar conto del "toro di Io", un anello di luminosi atomi di sodio che va tutto intorno alla sua orbita. Sembrano anche essere la sorgente della ionosfera di Io, anche se il satellite stesso può essere un buon conduttore di elettricità. In un caso o nell'altro vi è la possibilità di un circuito elettrico, che collega Io alla ionosfera di Giove, con le linee del campo magnetico di Giove che costituiscono un legame conduttore, poiché la conducibilità elettrica in un plasma procede facilmente lungo tali linee.

    In un circuito di questo genere, dove un conduttore è in movimento rispetto all'altro in modo da attraversare (almeno in parte) le linee del campo magnetico, si produce un a effetto dinamo, utilizzando l'energia del moto relativo per generare corrente elettrica. Anche la dinamo di Io è un esempio di tutto questo, anche se qui la causa principale del movimento non è il moto orbitale di Io, ma piuttosto è la rotazione del plasma intrappolato nel campo magnetico di Giove, costretto dalle forze elettromagnetiche (che trascinano le linee del campo nel plasma) a stare al passo con la rapida rotazione del pianeta.

    La sonda Voyager 2, che è passata vicina a Io il 9 Luglio 1997, è stata deviata per farle attraversare quelle linee del campo, ed ha rivelato le perturbazini magnetiche delle sue correnti, che sembrano anche essere la causa della modulazione dell'emissione radio. Nei punti in cui le correnti intersecano la ionosfera di Giove, si produce una intensa aurora polare, un processo un po' simile a quello responsabile delle aurore polari sulla Terra. Il fatto che siano state osservate bande multiple nell'aurora ha suggerito che forse anche altre lune di Giove producono un effetto "dinamo".

    Come accennato precedentemente, a tutt'oggi sono stati contati 63 satelliti di Giove. Quelli più grandi, Io, Europa, Ganimede e Callisto, sono ghiacciati e hanno strane formazioni, inclusi alcuni "crateri palinsesto", strutture ad anello dovute a impatti che probabilmente una volta avevano prodotto dei crateri con alte pareti simili a quelli sulla nostra Luna, ma poi le pareti sono affondate fino alla superficie, lasciando soltanto la traccia del contorno, poiché il ghiaccio tende a scorrere sotto la forza di gravità (come avviene per i ghiacciai terrestri). Alcuni ricercatori hanno trovato indicazioni di un oceano salmastro sotto la superficie ghiacciata di Europa, ma la possibilità che possa ospitare creature viventi sembra scarsa.

Il prossimo pianeta:     #P-9   Saturno

Il prossimo argomento (dopo "I Pianeti"): #9c   La scoperta del Sistema Solare, da Copernico a Galileo

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Autore e Curatore:   Dr. David P. Stern
     Ci si può rivolgere al Dr. Stern per posta elettronica (in inglese, per favore!):
     stargaze("chiocciola")phy6.org

Traduzione in lingua italiana di Giuliano Pinto

Aggiornato al 26 Agosto 2009