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Oltre gli Asteroidi: Giove

Giove, quando le serate sono serene in questo gennaio, è la stella brillante che compare a Est dopo le dieci di sera.

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Giove 1

Nella prima fotografia(Giove 1) vediamo tre dei quattro di Galileo.

Nella seconda macchie gasliquide (Giove 2).

Giove è un pianeta gasliquido con al suo interno una distribuzione della temperatura adiabatica.

Giove si trova in uno stato convettivo, cioé il trasporto del calore avviene per convezione, ovvero spostamento di materia, all’equilibrio idrostatico. Il flusso di calore proveniente dall’interno del pianeta è pari a circa  104 erg/(cm2 s) ed è quasi uguale al flusso di calore che Giove riceve dal Sole.

Giove ha un campo magnetico proprio che si genera nel suo involucro interno ad idrogeno metallico che è distante dalla superficie del pianeta  due decimi del raggio del pianeta.

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Giove 2

Giove è un corpo gassoso-liquido: cosa vuol dire? La pressione e temperatura critiche dell’idrogeno sono uguali a 13 atm e a 33 Kelvin: a pressione e temperatura superiori a quelle critiche non esiste alcun confine fra le fasi gassosa e liquida dell’idrogeno molecolare. Giove è costituito quasi per intero da idrogeno. All’aumentare della profondità l’atmosfera gassosa si addensa sotto la pressione degli strati sovrastanti e si trasforma con continuità in un liquido relativamente denso, inoltre non esiste confine tra l’atmosfera gassosa e il pianeta liquido sottostante. La temperatura di fusione dell’idrogeno alle condizioni esistenti all’interno di Giove è inferiore alla sua temperatura adiabatica. L’interno di tutti i pianeti giganti (Giove, Saturno, Urano, Nettuno) si trova in uno stato gassoso-liquido eccetto le zone centrali, dove esiste un corpo solido roccioso. La struttura di Giove consiste quindi in tre fasce: la prima è l’involucro di idrogeno, che in realtà a sua volta ha una struttura complessa dovuta al fatto che per l’aumento di temperatura e l’aumento di pressione l’idrogeno molecolare diventa atomico e quindi si forma la banda metallica responsabile della generazione del campo magnetico e al fatto che sotto lo strato di idrogeno metallico, ancora liquido, si trova la fascia dell’elio, a questo punto solido per la pressione; la seconda fascia è quella detta del ghiaccio ed è formata da metano ghiacciato, ammoniaca ghiacciata e ghiaccio d’acqua (CH4, NH3, H2O); infine in profondità si trova la terza fascia, formata da componenti non volatili quali ossidi, silicati fino al nucleo di nichel e ferro, come quello della Terra.

La massa totale di Giove è pari a 1.8978 × 1030 g (mille miliardi di miliardi di miliardi di grammi), confrontata con la massa della Terra Giove ha una massa 317.7 volte più grande.

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Giove 3

Il raggio equatoriale è 71 492 km. Il nucleo roccioso di Giove è una sfera di raggio minore di un decimo del suo raggio. La rotazione di questo nucleo è un’immane dinamo che genera un campo magnetico interno che si somma a quello prodotto dalla banda metallica vicino alla superficie, invertendone la polarità rispetto al campo magnetico terrestre e inclinando di 10 gradi l’asse del dipolo rispetto all’asse di rotazione. L’intensità del dipolo all’equatore del pianeta è di 4.19 gauss, quasi dieci volte maggiore di quello della Terra. Il polo sud magnetico si trova nell’emisfero boreale è ha un’intensità di circa 14 gauss, quello nord magnetico nell’emisfero australe ed ha un’intensità di 11 gauss.

La densità media di Giove è 1.3 g/cm3, la densità superficiale è circa 0.8 g/cm3.

La temperatura superficiale è di 170 Kelvin, quella interna del nucleo è stimata tra i 4 000 e i 5 000 Kelvin.

La spiegazione del flusso termico generalmente è attribuita al collasso gravitazionale, per quanto  non sia improbabile la presenza di materiale radiottivo all’interno del nucleo roccioso. Tuttavia basandosi sull’ipotesi del collasso gravitazionale si ottiene come tempo di raffreddamento circa 6.42 × 109 anni, però l’età di Giove è inferiore a 4.6 × 109 anni, questo implica che il collasso gravitazionale iniziato al tempo della formazione sta continuando e spiegherebbe l’origine del flusso termico.

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Giove 6

Il periodo di rotazione è pari a 9 ore 55 minuti 29.7 secondi (è il tempo di rotazione della magnetosfera, in quanto la rotazione è differenziale cioè dipende dalla latitudine, ci sono fasce di velocità di rotazione differenziate).

Ha un piccolo sistema di anelli (Giove 3) come Saturno, ma molto più vicino alla superficie. Il satellite Io (immagine di copertina) si trova a 421 000 km di distanza da Giove ed è sede di fenomeni vulcanici, Europa 670 000 km di distanza da Giove, Ganimede 1 070 000 km, Callisto 1 880 000 km. Oltre ai satelliti galileiani Giove possiede un’altra sessantina di satelliti, in certi casi nuclei cometari catturati che non sono andati ad impattare sulla superficie come la Shoemaker-Levy nel 1996 (fig. giove06.jpg).

 

(I dati si basano sulle osservazioni compiute dai Pioneer 10 e 11 e dai due Voyager)

 

Orleo Marinaro, gennaio 2015 – Mozzafiato Copyright

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