Un’immagine composita di Hubble-JWST che mostra l’attività aurorale su Nettuno. L’aurora planetaria più elusiva del Sistema Solare è stata finalmente rivelata in tutta la sua delicata luminosità. Lontano dal Sole e dalla Terra, il pianeta azzurro Nettuno è stato catturato scintillante in luce vicino all’infrarosso mentre le particelle interagiscono nella sua atmosfera nebbiosa. È la prima volta che un’aurora è stata fotografata sul pianeta più esterno conosciuto del Sistema Solare, grazie alla sensibilità del potente spettrometro nel vicino infrarosso di JWST. il set è completo. Le aurore sono state osservate su ogni singolo pianeta del Sistema Solare, rivelando che il fenomeno non è solo diffuso, ma una caratteristica dell’interazione tra i pianeti e il Sole.
Il fenomeno appare molto diverso a seconda del mondo in cui si manifesta. Le aurore terrestri sono le più spettacolari, un tripudio di colori che illuminano il cielo quando le particelle del vento solare colpiscono il campo magnetico terrestre, dove si riversano nell’atmosfera superiore. L’interazione tra queste particelle in arrivo e le particelle residenti nell’atmosfera causa luci danzanti e luminose. Giove ha le aurore più potenti ed energetiche del Sistema Solare, calotte permanenti di luce ultravioletta brillante. In realtà, anche le sue quattro lune più grandi hanno aurore. Anche Saturno ha aurore ultraviolette, così come Marte. Venere ha aurore verdi, molto simili a quelle viste sulla Terra. L’aurora di Mercurio è forse la più strana; poiché non ha atmosfera, l’aurora si manifesta come fluorescenza a raggi X dall’interazione tra le particelle solari e i minerali sulla superficie.
Per molto tempo, non era chiaro quale attività aurorale, se presente, potesse esserci su Urano e Nettuno, così lontani dal Sole: Urano orbita a circa 19 volte la distanza tra il Sole e la Terra, e Nettuno a circa 30 volte. Nel 2023, un’analisi dei dati d’archivio ha confermato la presenza di aurore infrarosse all’equatore di Urano. Ora, i dati di JWST hanno dimostrato l’esistenza di aurore simili su Nettuno. Nel 2023, il telescopio spaziale ha ottenuto uno spettro dettagliato dell’atmosfera di Nettuno, rivelando la chiara presenza del catione trihidrogeno (H3+) – una forma positivamente carica di trihidrogeno associata alle aurore. Tracciando la concentrazione di H3+ nei cieli di Nettuno, un team di astronomi è stato in grado di mappare la posizione delle aurore del pianeta.
Interessante, una particolarità del campo magnetico di Nettuno ha fatto sì che le sue aurore non fossero dove apparirebbero qui sulla Terra. Le linee del campo magnetico del nostro pianeta convergono intorno ai poli; quando le particelle solari vengono trasportate e scaricate nell’atmosfera, le alte latitudini sono il punto focale dello scarico. Nettuno e Urano hanno entrambi campi magnetici molto disordinati e asimmetrici. Su Nettuno, il punto di scarico per le particelle solari è vicino all’equatore del pianeta, piuttosto che ai poli.
Le misurazioni di JWST della temperatura del lontano gigante di ghiaccio hanno anche rivelato perché abbiamo avuto così tanta difficoltà a rilevare le aurore di Nettuno. Le temperature di Nettuno riportate dalle misurazioni di Voyager 2 – l’unica navicella spaziale costruita dall’uomo ad essersi mai avvicinata al pianeta – erano molto più alte di quelle rilevate da JWST, suggerendo che il pianeta si è raffreddato significativamente dal 1989. Temperature più fredde significano aurore più deboli. Le previsioni precedenti sulle possibili aurore di Nettuno si basavano su temperature inaccurate, quindi gli scienziati stavano cercando la cosa sbagliata.
Questa scoperta ci fornisce un nuovo strumento per interpretare, non solo la varietà che può essere esibita da un singolo fenomeno su mondi molto diversi qui nel Sistema Solare, ma anche su altri mondi che orbitano attorno a stelle aliene. “Poiché il tipo di pianeta extrasolare più comunemente rilevato è delle dimensioni di Nettuno, e poiché Nettuno non ha le stagioni estreme di Urano,” scrivono i ricercatori nel loro articolo, “queste osservazioni forniscono una nuova diagnostica per sondare le interazioni atmosfera-magnetosfera sui mondi delle dimensioni più comuni nella nostra galassia.” La ricerca è stata pubblicata su Nature Astronomy.