Giove è talvolta chiamato una “stella fallita” per una buona ragione. Il gigante gassoso è il pianeta più grande del sistema solare con un ampio margine ed è composto principalmente da idrogeno ed elio – proprio come il sole. Ma nonostante il fatto che sia 318 volte più grande della Terra, Giove non è abbastanza massiccio perché la gravità inneschi la fusione nucleare, che lo avrebbe elevato allo status di stella.
Il quinto pianeta dal sole ha un’atmosfera composta da circa il 90% di idrogeno e circa il 10% di elio, con tracce di altri gas. Questi includono vapore acqueo, metano, idrogeno solforato, neon, ossigeno, fosfina, carbonio, etano, zolfo e cristalli di ammoniaca, secondo le analisi spettrali del pianeta.
L’atmosfera non è uniforme e i gas sono ammassati uno sull’altro, formando strati multipli che si estendono verso il basso, compreso uno strato di idrogeno supercritico (il punto in cui non esistono fasi liquide e gassose distinte).
Questi strati non sono necessariamente legati alle famose strisce di Giove. Sono in realtà il risultato di una combinazione di una rapida rotazione del pianeta e di drammatiche differenze di temperatura in varie regioni. La Terra ruota una volta ogni 24 ore, mentre Giove ruota una volta ogni 9,5 ore circa. Tuttavia, la superficie della Terra all’equatore ruota a circa 1000 miglia all’ora, mentre le cime delle nuvole equatoriali di Giove si muovono a quasi 28.000 miglia all’ora. L’equatore di Giove è anche più intensamente riscaldato che ai poli. La fisica responsabile delle strisce di Giove è in realtà abbastanza simile a quella responsabile degli alisei vicino all’equatore e delle correnti a getto vicino ai poli sulla Terra.
Ma a differenza della Terra, Giove non ha una superficie solida, quindi un visitatore che viaggiasse attraverso l’atmosfera gioviana in una navicella spaziale la attraverserebbe semplicemente come un coltello nella nebbia. Tuttavia, per scopi pratici, gli scienziati considerano la superficie di Giove la linea geodetica dove la pressione atmosferica è uguale a quella della Terra a livello del mare – in questo punto, la gravità è 2,5 volte più potente che sulla Terra.
Tuttavia, questo ipotetico veicolo spaziale non finirebbe semplicemente dall’altra parte del pianeta se continuasse a sfrecciare in linea retta – a un certo punto, si schianterebbe contro il nucleo di Giove, stimato a circa 35.000 gradi Celsius (63.000 gradi Fahrenheit).
Giove ha un nucleo solido?
Gli scienziati non sono ancora sicuri dell’aspetto di questo nucleo poiché le nuvole dense e vorticose ostacolano le osservazioni. Ma ci sono ragioni per credere che Giove abbia un centro roccioso denso avvolto in uno strato di idrogeno metallico (una fase dell’idrogeno in cui si comporta come un conduttore elettrico), con un altro strato di idrogeno molecolare (H2 normale, gas diidrogeno) in cima.
La presenza di un nucleo roccioso è anche supportata da modelli di formazione planetaria che mostrano che un nucleo roccioso, o almeno uno ghiacciato, sarebbe stato necessario ad un certo punto della storia del gigante gassoso.
Secondo uno studio del 1997, che ha eseguito misure gravitazionali, il nucleo di Giove potrebbe avere una massa da 12 a 45 volte la massa del pianeta Terra – che è dal 4% al 14% della massa totale di Giove.
Un’altra scuola di pensiero riguardante il nucleo di Giove suggerisce che il gigante gassoso non ha un nucleo roccioso. Invece, quando il pianeta si è formato miliardi di anni fa, una sacca di gas è semplicemente collassata su se stessa, creando un mondo di idrogeno-elio più o meno puro.
Ma quest’ultima ipotesi è stata smentita dalla missione Juno. Lanciata nell’agosto 2011, la sonda, che prende il nome dalla moglie di Giove nella mitologia romana, ha rivelato numerosi segreti su Giove.
Misurando come la velocità della sonda è stata accelerata o rallentata dal campo gravitazionale del pianeta, gli scienziati hanno potuto dedurre come la massa è distribuita nelle profondità di Giove. Anche se non c’è modo di scrutare attraverso le vorticose nuvole dense di Giove, questo metodo intelligente ha confermato che Giove ha davvero un nucleo, hanno scritto gli scienziati nella rivista Nature. Per di più, piuttosto che essere una palla compatta, l’analisi ha mostrato che il nucleo è più simile a una sfera sfocata sparsa su quasi la metà del diametro di Giove.
Gli scienziati non sanno perché Giove abbia un nucleo così atipico, ma qualunque sia la spiegazione, è indicativo di come il pianeta si sia formato. Una possibile spiegazione è che il primo Giove sia stato smosso dall’impatto con un altro enorme corpo proto-planetario. Un’altra spiegazione sarebbe che Giove abbia cambiato orbita e aggiunto altri planetesimi all’inizio della sua storia.
Tuttavia, questa intuizione ha dimostrato che non sappiamo ancora molto sui pianeti giganti gassosi. Oltre a ribaltare le ipotesi sul nucleo di Giove, la missione Juno ha anche dimostrato che gli strani gruppi di cicloni che imperversano intorno ai poli nord e sud del pianeta sono più caotici di quanto si pensasse in precedenza. Un’altra sorpresa è stato il campo magnetico di Giove, che si è rivelato essere due volte più forte di quanto gli scienziati abbiano ipotizzato.
Come Juno continua la sua missione esplorando Giove e le sue lune, gli scienziati della NASA sperano di scoprire nuove cose strane su Giove.