Eventi d'impatto su Giove

In epoca contemporanea, sono stati osservati vari eventi d'impatto su Giove, il più significativo dei quali è stato l'impatto della cometa Shoemaker-Levy 9 nel 1994.

Giove è il pianeta più massiccio del sistema solare,La sua massa corrisponde a circa 2,5 volte la somma di quelle di tutti gli altri pianeti messi insieme. ed in virtù della sua grande massa possiede una vasta sfera di influenza gravitazionale; la regione di spazio dove può, in condizioni favorevoli,Ad esempio un transito all'afelio del corpo minore. avvenire la cattura di un asteroide o di una cometa in transito è infatti la terza del sistema solare, dopo quelle del Sole e di Nettuno.

Giove è in grado di catturare con una certa frequenza delle comete in orbita attorno al Sole. In genere, tali comete percorrono alcune rivoluzioni attorno al pianeta seguendo orbite instabili poiché altamente ellittiche e perturbabili dalla gravità solare. Mentre alcune di esse recuperano infine un'orbita eliocentrica, altre precipitano sul pianeta o, più raramente, sui suoi satelliti.

Oltre al fattore massa, la relativa vicinanza al sistema solare interno permette a Giove di influenzarvi la distribuzione dei corpi minori. A lungo si è creduto che tali caratteristiche portassero il gigante gassoso ad espellere dal sistema o ad attrarre la maggior parte degli oggetti vaganti nelle sue vicinanze e, conseguentemente, a determinare una riduzione del numero di oggetti potenzialmente pericolosi per la Terra. Successivi studi dinamici hanno evidenziato come in realtà la situazione sia più complessa: la presenza di Giove, infatti, tende a ridurre la frequenza di impatto sulla Terra di oggetti provenienti dalla nube di Oort, mentre la incrementa nel caso degli asteroidi e delle comete di corto periodo.

Per questa ragione Giove è il pianeta del sistema solare caratterizzato dalla maggior frequenza di impatti, il che giustifica la sua nomea di "spazzino" o "aspirapolvere cosmico" del sistema solare. Studi del 2009 suggeriscono una frequenza d'impatto di uno ogni 50–350 anni, per un oggetto di di diametro; gli impatti con oggetti di dimensioni più piccole avverrebbero con una frequenza maggiore.

Storia

Giove è un gigante gassoso e come tale non ha una superficie solida: lo strato atmosferico più basso, la troposfera, gradualmente transisce negli strati interni del pianeta. È la caratteristica alternanza delle bande e delle zone della sommità visibile delle nubi a comporre l'immagine che comunemente identifichiamo come l'aspetto del pianeta.Per maggiori dettagli si veda la voce sull'atmosfera di Giove.

L'impatto di una cometa o di un asteroide genera dei fenomeni, più o meno significativi in funzione delle dimensioni dell'oggetto impattante, che hanno carattere transitorio e che vengono progressivamente mascherati dall'azione dei venti. Non è possibile, quindi, avere notizie relative ad eventuali impatti se non attraverso l'osservazione diretta e pressoché immediata dell'evento stesso o dei fenomeni a esso associati.

Le superfici craterizzate dei satelliti maggiori forniscono informazioni sulle epoche più remote. In particolare, la scoperta (nel corso delle missioni Voyager) di 13 catene di crateri su Callisto e tre su Ganimede e la testimonianza dell'impatto della Cometa Shoemaker-Levy 9, costituiscono prove consistenti che alcune comete siano state frammentate e siano entrate in collisione con Giove e le sue lune in epoca remota. Infatti, mentre le catene di crateri osservate sulla Luna spesso si irradiano da crateri maggiori e comunemente si ritiene che siano state create da impatti secondari del materiale espulso dalla collisione principale, quelle presenti sulle lune gioviane non sono collegate a un cratere principale, ed è probabile invece che siano state create dall'impatto di una serie di frammenti cometari.

Le prime testimonianze di impatti sul pianeta gigante risalirebbero al XVII secolo: l'astrofilo giapponese Isshi Tabe ha scoperto tra i carteggi delle osservazioni di Giovanni Cassini alcuni disegni che rappresentano una macchia scura, apparsa su Giove il 5 dicembre 1690, e ne seguono l'evoluzione durante 18 giorni; potrebbero quindi costituire la prova dell'osservazione di un impatto su Giove antecedente a quello della Shoemaker-Levy 9.

L'impatto di un meteoroide su Giove fu ripreso per la prima volta dalla sonda Voyager 1 nel 1979, che registrò un rapido guizzo di luce nell'atmosfera del pianeta.

1994: L'impatto della cometa Shoemaker-Levy 9

Tra il 16 ed il 22 luglio del 1994 i 21 frammenti nei quali si era disgregato il nucleo della cometa D/1993 F2 Shoemaker-Levy 9 precipitarono su Giove., 2005.

Scoperta il 25 marzo 1993 dagli astronomi Eugene e Carolyn Shoemaker e da David H. Levy mentre analizzavano delle lastre fotografiche dei dintorni di Giove, la cometa destò immediatamente l'interesse della comunità scientifica: non era mai accaduto infatti che una cometa fosse scoperta in orbita attorno ad un pianeta e non direttamente intorno al Sole. Catturata da Giove presumibilmente tra la seconda metà degli anni sessanta ed i primi anni settanta, percorreva in 2 anni un'orbita caratterizzata da un apogiovio di () e da un'eccentricità piuttosto elevata, pari a 0,9986. La cometa effettuò vari transiti in prossimità del gigante gassoso, nel corso dei quali ne subì le intense forze di marea responsabili della frammentazione finale del nucleo. Nel 1993 la Shoemaker-Levy 9 si presentava come una lunga fila di punti luminosi immersi nella luminescenza delle loro code.

Gli studi condotti sull'orbita della cometa poco dopo la sua scoperta portarono alla conclusione che essa sarebbe caduta sul pianeta entro il luglio del 1994. Fu quindi avviata un'estesa campagna osservativa che coinvolse numerosi strumenti per la registrazione dell'evento; tra questi, il telescopio spaziale Hubble, il satellite ROSAT e la sonda Galileo, che era in rotta per un rendezvous con il pianeta previsto per il 1995. Gli impatti avvennero nel lato del pianeta opposto alla Terra, ma la sonda Galileo fu in grado di osservarli direttamente da una distanza di 1,6 UA. La rapida rotazione di Giove rese i siti degli impatti visibili dalla Terra qualche minuto dopo l'evento.

Il primo impatto avvenne alle 20:13 UTC del 16 luglio 1994, quando il frammento A del nucleo colpì l'emisfero meridionale del pianeta ad una velocità di . Gli strumenti a bordo della sonda Galileo rilevarono una palla di fuoco che raggiunse la temperatura di ,La temperatura tipica della sommità delle nubi è di . prima di espandersi e raffreddarsi a in circa 40 secondi. Il pennacchio raggiunse una altezza di circa ., 1996. Dopo qualche minuto gli strumenti misurarono un nuovo aumento di temperatura, probabilmente causato dai materiali espulsi che ricadevano verso il pianeta. Gli osservatori a terra individuarono la palla di fuoco mentre si sollevava dal bordo del pianeta poco dopo l'impatto iniziale.

La collisione del frammento G, che avvenne il 18 luglio alle 7:33 UTC, sprigionò un'energia stimata equivalente a 6 milioni di megaton (circa 750 volte l'energia dell'intero arsenale nucleare mondiale) e rappresentò il massimo della serie.

Sui siti d'impatto si formarono enormi macchie scureLa maggiore delle quali raggiunse (pari quasi al diametro della Terra), generata nella collisione del frammento G. dalla forma marcatamente asimmetrica, con un semianello più spesso nella direzione opposta rispetto a quella di impatto, che gli studiosi ritennero composte principalmente dai detriti. Rimasero osservabili dalla Terra per diversi mesi, prima che l'attiva atmosfera gioviana riuscisse a cancellare le cicatrici di questo energico evento.

La temperatura atmosferica tornò ai livelli normali molto più velocemente nei punti di impatto maggiori piuttosto che in quelli minori. Nei primi infatti le temperature aumentarono in una regione ampia da 15000 a 20000 km, ma scesero a valori normali entro una settimana dall'evento. Nei punti più piccoli, temperature di superiori rispetto ai siti circostanti persistettero invece per almeno due settimane. Le temperature della stratosfera aumentarono immediatamente dopo gli impatti, per scendere due o tre settimane dopo a valori di temperatura inferiori rispetto alla situazione precedente agli impatti. Soltanto in seguito tornarono lentamente a valori normali.

L'evento ebbe una rilevanza mediatica considerevole, ma contribuì notevolmente anche alle conoscenze scientifiche sul sistema solare; in particolare, le esplosioni causate dalla caduta della cometa si rivelarono molto utili per investigare sulla composizione chimica e sulle proprietà fisiche dell'atmosfera di Giove sotto gli immediati strati superficiali.

Nel 2003, la sonda Galileo stessa precipitò su Giove. Giunta alla fine della sua missione, avendo assorbito dosi di radiazioni letali per la sua strumentazione e quasi terminato le scorte di carburante, fu deliberatamente guidata su una rotta che, dopo un sorvolo ravvicinato di Amaltea, la condusse ad entrare nell'atmosfera gioviana e bruciare il 21 settembre 2003. In questo modo si prevenne che la sonda, una volta senza controllo, potesse precipitare su Europa e contaminarla.

Impatti successivi

2009

Un altro impatto degno di nota si è verificato nel luglio del 2009 e ha prodotto nell'atmosfera del pianeta una macchia scura, simile in dimensioni all'Ovale BA, dissoltasi nell'arco di poche settimane.

In questo caso, non è stata registrata alcuna osservazione dell'oggetto impattante ed è stato solo confrontando le caratteristiche della cicatrice formatasi sul pianeta con quelle prodotte dai frammenti della Cometa Shoemaker-Levy 9 che si è potuto desumere alcune informazioni su di esso. Si è così scoperto che presumibilmente è precipitato su Giove un asteroide dal diametro compreso tra 200 e 500 m che apparteneva alla famiglia Hilda., 2010.

Un aspetto interessante della vicenda è che i segni dell'avvenuto impatto furono scoperti da un astrofilo, Anthony Wesley, che tempestivamente ne diede notizia agli astronomi professionisti, attivando le procedure necessarie alla registrazione dell'evento.

2010

Nel corso del 2010 sono stati registrati due eventi d'impatto su Giove, entrambi di modesta entità.

Il primo, probabilmente di un meteoroide di di diametro,, 2010. è avvenuto il 3 giugno 2010, alle 20:31 UTC. Scoperto anch'esso da Anthony Wesley, è stato confermato da Christopher Go, che è riuscito a filmarlo dalle Filippine; l'emissione luminosa è durata solo pochi secondi (circa 2 s) e non ha lasciato altri segni evidenti. L'impatto ha interessato la Banda Equatoriale Meridionale (South Equatorial Belt), a circa 50º dal meridiano di riferimento. Il secondo impatto, anch'esso di un meteoroide, è stato registrato da Masayuki Tachikawa il 20 agosto alle 18:22 UT e confermato da Kazuo Aoki e Masayuki Ishimaru, tutti e tre astrofili giapponesi. Il lampo di luce durò 2 secondi ed interessò la Banda Equatoriale Settentrionale (North Equatorial Belt).Latutudine 17° N; longitudine 140°, calcolata rispetto al sistema si riferimento "System II". Nelle successive rotazioni del pianeta, non fu possibile individuare ulteriori tracce dell'impatto, né nel visibile, né nell'ultravioletto.

2012 Il 10 settembre 2012 alle 11:35 UTC è stato registrato l'impatto con Giove di un asteroide o una cometa, di cui ha dato notizia l'astronomo amatoriale Dan Peterson, da Racine nel Wisconsin. Successivamente, George Hall da Dallas ha reso disponibile on line un video dell'evento. L'emissione luminosa è durata pochi secondi e ciò porterebbe a ritenere che si sia trattato di un evento analogo a quelli verificatisi nel 2010.

2016