Guida ai più grandi satelliti di Giove

Eccoci con il secondo appuntamento con le guide sui satelliti del Sistema Solare scritte dall’instancabile Alessandro Bologna, astrofilo divulgatore che si occupa della gestione della nostra community su Facebook, qui raccolti in un’unica soluzione (qui trovate lo speciale sui satelliti di Saturno). Qui verranno trattati i maggiori e più interessanti tra i 69 satelliti gioviani ad oggi noti.

Gli Anelli di Giove

Sono un debole sistema di anelli planetari, il terzo scoperto dopo quelli di Saturno e Urano. Fu osservato per la prima volta nel 1979 dalla Voyager 1 ed in seguito (anni novanta) dalla sonda Galileo, dal telescopio Hubble e dai maggiori telescopi a terra. Si estendono da 100,000 km dal centro del pianeta, 43,000 km dalla “superficie”, fino ed anche oltre i 226,000 km. Sono composti principalmente da polveri e sono suddivisi in quattro parti principali:
Un denso toro (ciambella) di particelle noto come anello di alone. un anello principale, brillante ma sottilissimo e due anelli esterni (anelli Gossamer) che prendono il nome dai satelliti il cui materiale ha dato loro origine: Amaltea e Tebe.
Comunque, pare certo che anche i due primi anelli siano costituiti dal materiale dei satelliti Metis e Adrastea, eiettato nello spazio da violenti impatti.
L’età del sistema è sconosciuta, ma si suppone esista sin dalla formazione di Giove.
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Io

Io è il più vicino, dei grandi satelliti naturali di Giove, ad orbitare intorno al gigante del nostro sistema solare. Fu scoperto da Galileo Galilei nel 1610 e fa parte dei satelliti Medicei (Io, Europa, Ganimede e Callisto, così chiamati da Galileo in onore di Cosimo II° de’ Medici). È il quarto satellite per dimensioni ma il primo per densità del Sistema Solare. Le sue dimensioni sono 3660x3637x3630 km; è composto principalmente da rocce di silicati, che circondano un nucleo di ferro o solfuro di ferro fusi.
La maggior parte della superficie è caratterizzata da ampie piane ricoperte di zolfo e anidride solforosa congelata. Le temperature variano dai -183°C (minima), ai -143°C (media), fino a più di 1700°C.
La sua caratteristica principale sono, però, i suoi vulcani attivi, che emettono pennacchi alti fino a 500km dalla superficie che, oltre a creare un toro attorno a Giove, hanno dato luogo anche alla formazione di picchi più alti dell’Everest. Le colate laviche, lunghe fino a 500 km, hanno donato al suolo varie tonalità di colore giallo, rosso, bianco, nero, verde… e una totale, o quasi, assenza di crateri da impatto.
L’intensa attività vulcanica è dovuta alla vicinanza con Giove ed all’azione combinata degli altri satelliti Medicei, che ne “stiracchiano” e “strapazzano” l’interno. Il satellite, in risonanza 1:1 (come la Luna con la Terra), rivolge sempre la stessa faccia alla suprema divinità dei Romani (Iupiter).
Oltre ad aver avuto un ruolo significativo nello sviluppo dell’astronomia del XVII e XVIII secolo, servì anche per una prima stima della velocità della luce.

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Europa

Europa, quarto satellite di Giove per dimensioni e sesto nel sistema solare, fu anch’esso scoperto da Galileo Galilei nel 1610. Ha un diametro di 3121 km ed è di poco più piccolo della Luna.
È composto principalmente da silicati con una crosta di ghiaccio d’acqua; al suo interno è presumibilmente presente un nucleo di ferro-nichel ed è dotato di una tenue atmosfera, composta quasi esclusivamente di ossigeno.
La superficie risulta poco craterizzata e la più liscia in assoluto del sistema solare, e questo le da un aspetto di giovinezza e morbidezza; da qui l’ipotesi della presenza di un oceano d’acqua sotto la crosta. Il passo ad ipotizzare la presenza di vita extraterrestre è breve. L’ipotesi è suffragata da evidenti prove di una tettonica a placche (confermata dalla NASA nel settembre 2014); i relativi movimenti, uniti alla vicinanza di Giove (vedi Io) e delle altre lune Medicee, fanno presupporre l’esistenza di sorgenti termali calde (simili a quelle terrestri) nelle profondità dell’oceano di Europa.
Nel 2013, sempre la NASA, individuò sulla superficie la presenza di fillosilicati, spesso associati a materiale organico; dalle riprese di Hubble si sono rilevati geyser di vapore acqueo (simili a quelli di Encelado).
Per finire, le famose Lineae visibili sulla superficie: le più larghe misurano fino a 20 km; potrebbero essere dovute ad eruzioni vulcaniche d’acqua e/o geyser; dall’orientamento comune a tutte le fratture, eccetto quelle più giovani, si è ipotizzato che questo sia dovuto al fatto che la crosta superficiale ruoti più velocemente della parte sottostante. Ciò avvalora ancor più la presenza di un oceano; questa differenza di velocità è stata confermata anche dalle riprese della Voyager e della Cassini: la crosta, in 12000 anni, compie un “giro” in più rispetto all’interno del corpo del satellite.
Un mondo affascinante ed intrigante!

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Ganimede

Ganimede è il terzo satellite di Giove, ma primo come dimensioni in tutto il sistema solare. In volume (ma non per massa), supera anche Mercurio. Scoperto con gli altri satelliti Medicei da Galileo Galilei nel 1610, ha un diametro medio di 5262 km ed essendo, come gli altri, in rotazione sincrona rivolge sempre la stessa faccia a Giove.
Composto principalmente di ghiaccio d’acqua e silicati, presenta un nucleo di ferro fuso ben differenziato; si ipotizza la presenza di un oceano d’acqua, a 200 km di profondità, compreso fra due strati di ghiaccio.
La superficie presenta due tipologie di terreno: regioni scure, 1/3 del satellite, craterizzate e databili a circa 4 miliardi di anni fa; altre regioni chiare, decisamente più giovani, dovute, forse, ad attività tettonica indotta dal riscaldamento mareale (azione combinata di Giove e degli altri tre satelliti).
È l’unico satellite del sistema solare a possedere un campo magnetico, sostenuto dal nucleo interno fuso. È dotato anche di una tenue atmosfera di Ossigeno, presente in forma atomica (O), molecolare (O2) o forse come Ozono (O3); sono presenti anche tracce di Idrogeno in forma atomica (H).
Le origini di Ganimede sono ipoteticamente da imputarsi al materiale presente nella sub-nebula di Giove.

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Callisto

Callisto, quarto e ultimo satellite dei Medicei, è la seconda del gruppo come dimensioni e la terza nel sistema solare. Scoperto con gli altri da Galileo Galilei nel 1610, ha un diametro medio di 4821 km, pari al 99% di Mercurio ma con 1/3 della sua massa. Essendo la più lontana da Giove (1.880.000 km) non ha risonanza orbitale e non subisce riscaldamenti materiali.
Privo di campo magnetico è però fuori dalla fascia di radiazioni del gigante gassoso, e non ne subisce la potente magnetosfera.
È composto, in parti quasi uguali, da rocce e ghiacci e sulla sua superficie è stata rilevata la presenza di ghiaccio d’acqua, biossido di carbonio, silicati e composti organici. Grazie ai dati della sonda Galileo, si suppone possa avere un piccolo nucleo di silicati e, forse, uno strato di acqua liquida sotto la superficie… a profondità superiori ai 100 km.
La superficie è la più antica e la più craterizzata del sistema solare; sembrerebbe non essersi mai verificata alcuna attività geologica nel passato.
È dotato di una sottile atmosfera, composta di biossido di carbonio e ossigeno molecolare. Si pensa si sia formato, molto lentamente, dal disco di gas e polveri che ha formato Giove.
La presenza di un oceano d’acqua lascia aperta la strada alla possibilità di presenza di forme di vita e, inoltre, vista la distanza da Giove (basso livello di radiazioni), la NASA l’ha preso in considerazione per una futura (2040) base umana per l’esplorazione del sistema gioviano e del sistema solare più esterno.

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Satelliti minori regolari

Amaltea, con un diametro medio di 172 km è il più grande fra questi; terzo in ordine di distanza, è anche il più massiccio dei satelliti interni (da cui prendono collettivamente il nome). Mostra sempre la stessa faccia a Giove ed ha un’orbita altamente irregolare dovuta, probabilmente, ai ripetuti passaggi nelle vicinanza di Io.

Amalthea PIA02532.png
Amaltea dalla sonda Galileo.

L’anello Gossamer di Amaltea (vedasi post sugli anelli) è chiaramente formato dai suoi materiali: la sua bassa gravità fa sì che il materiale eiettato dai ripetuti impatti meteorici, sfugga facilmente alla sua superficie. Quest’ultima è la più rossa del sistema solare, persino di Marte; tale caratteristica è dovuta a Zolfo proveniente da Io ed altre sostanze non ghiacciate… la composizione resta un mistero. La superficie è pesantemente craterizzata e due crateri (Pan e Gea) hanno diametro e profondità inaudite per le dimensioni del satellite (Pan ha un diametro di 100 km e una profondità di 8, Gea 80 e 16 km). Altre formazioni interessanti, che si innalzano fino a 20 km, sono denominate Lyctus Facula e Ida Facula.
Un sorvolo ravvicinato della sonda Galileo, nel 2002, ha favorito l’ipotesi di una composizione di ghiaccio e/o materiali altamente porosi; da qui l’idea che il satellite si sia formato altrove e successivamente catturato.

Tebe, o Thebe, è il quarto dei satelliti minori regolari di Giove e appartiene al gruppo di Amaltea. Le sue dimensioni sono 116x98x84 km, con un diametro medio di 96. Dotato di una forma irregolare, ha una rotazione sincrona e bassa gravità di fuga. La superficie, rossastra, è altamente craterizzata; un cratere in particolare, denominato Zethus, ha un diametro di 40 km: considerando anche in questo caso le dimensioni del satellite, è decisamente grande!

Metis fa parte anche esso del gruppo di Amaltea ed ha un diametro medio di 43 km. Le caratteristiche non sono note, ma è noto il suo triste destino: con il tempo, causa la sua vicinanza a Giove, la sua orbita decadrà inesorabilmente con la fine che si può facilmente immaginare.

Adrastea, il più piccolo del gruppo di Amaltea, ha dimensioni di 20x14x16 km e un diametro medio di 16 (+/- 2 km). Dettagli della superficie non si conoscono (la foto allegata è significativa), ma il suo destino è simile a quello di Metis.

Satelliti minori irregolari

Considerando il numero totale di satelliti, anche il numero degli irregolari è molto elevato. Sono divisi in famiglie, o gruppi, eccetto alcuni degni di nota e a se stanti.

Temisto è il più interno degli irregolari e “figlio unico”. Individuato nel 1975 ha un diametro di ~8 km; da quella data non fu più osservato, se non nel 2000 quando venne riscoperto; ha un’orbita insolita, caotica e le caratteristiche non sono conosciute (sospetto che l’immagine presentata, la prima, sia una rappresentazione artistica ma non è specificato!).

Carpo, anch’esso “figlio unico”, ha un diametro di ~3 km e fu scoperto per caso nel 2003. L’immagine presentata, la seconda, ne è una rappresentazione artistica, in quanto mai nessuna sonda l’ha intercettato. Nulla si sa della sua composizione, della sua superficie o forma, ma la sua orbita è caotica e, nel futuro, potrebbe collidere con uno dei satelliti Medicei o venir scagliato fuori dal sistema gioviano.

Per finire, i gruppi o famiglie (a parte S2003j12, non appartenente a nessuna di queste, ma dal diametro di ~1 km e privo di alcuna notizia) elencati di seguito:
Gruppo Imalia
Gruppo Carme
Gruppo Ananke
Gruppo Pasifae

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