Il telescopio James Webb svela le forze magnetiche che deformano l’atmosfera di Urano
Nessuno aveva mai guardato così in profondità dentro l’atmosfera di Urano, e quello che il James Webb Space Telescope ha trovato è qualcosa che cambia parecchie carte in tavola. Per la prima volta in assoluto, un team internazionale di astronomi è riuscito a mappare la struttura verticale dell’alta atmosfera del pianeta in tre dimensioni, tracciando temperature e particelle cariche fino a 5.000 chilometri sopra le nubi visibili. E il quadro che ne emerge racconta di un mondo ancora più bizzarro di quanto si pensasse, con aurore brillanti, zone buie misteriose e un campo magnetico talmente inclinato da non avere paragoni nel Sistema Solare.
Il progetto, guidato da Paola Tiranti della Northumbria University nel Regno Unito, ha sfruttato lo strumento NIRSpec del telescopio Webb per osservare Urano in modo continuativo per quasi 15 ore, coprendo quasi un’intera rotazione del pianeta. Il 19 gennaio 2025, i ricercatori hanno puntato l’unità a campo integrale di NIRSpec verso il gigante di ghiaccio, catturando emissioni molecolari debolissime provenienti da quote elevatissime sopra le nubi. Dati che, una volta analizzati, hanno permesso di misurare temperature e densità di ioni all’interno della ionosfera del pianeta, quella regione dove l’atmosfera diventa ionizzata e cade sotto l’influenza diretta del campo magnetico.
I risultati, pubblicati sulla rivista Geophysical Research Letters, mostrano che le temperature raggiungono i valori più alti tra i 3.000 e i 4.000 chilometri sopra le nubi, mentre la concentrazione di ioni tocca il picco intorno ai 1.000 chilometri. La media si attesta intorno ai 426 kelvin, circa 150 gradi Celsius, un valore più basso rispetto alle misurazioni ottenute in passato da osservatori terrestri o da missioni spaziali precedenti.
Un pianeta che continua a raffreddarsi, con aurore che non stanno mai ferme
Una delle scoperte più significative riguarda il raffreddamento progressivo dell’alta atmosfera di Urano. È una tendenza che era stata identificata per la prima volta nei primi anni Novanta, e adesso il James Webb Space Telescope conferma che il processo è ancora in corso. Nessuno sa con certezza perché questo accada, ma avere dati così dettagliati rappresenta un passo avanti enorme per capire il bilancio energetico dei giganti di ghiaccio.
Poi ci sono le aurore. Webb ha individuato due bande aurorali luminose in prossimità dei poli magnetici del pianeta. Tra queste bande, il team ha scoperto una zona con emissioni ridotte e una minore presenza di ioni, probabilmente legata alle transizioni nelle linee del campo magnetico. Fenomeni simili sono stati osservati su Giove, dove la geometria del campo magnetico guida il movimento delle particelle cariche attraverso l’atmosfera superiore. Ma su Urano tutto è amplificato dalla stranezza della sua magnetosfera, che risulta inclinata e spostata rispetto all’asse di rotazione del pianeta. Questo significa che le aurore non restano fisse come su altri pianeti, ma spazzano la superficie seguendo traiettorie complesse e difficili da prevedere.
Come ha spiegato la stessa Tiranti, con la sensibilità del Webb è stato possibile tracciare il modo in cui l’energia si muove verso l’alto attraverso l’atmosfera e osservare direttamente l’influenza di quel campo magnetico così asimmetrico. Un risultato che fino a poco tempo fa sembrava fuori portata.
Perché queste osservazioni contano anche oltre il Sistema Solare
Non si tratta solo di curiosità planetaria. Comprendere come funziona l’atmosfera di Urano in modo così dettagliato ha ricadute dirette sulla capacità di caratterizzare pianeti giganti al di fuori del nostro Sistema Solare. Molti degli esopianeti scoperti negli ultimi anni sono proprio giganti di ghiaccio, e avere un modello tridimensionale dell’atmosfera del “nostro” gigante di ghiaccio più vicino offre una base di confronto preziosa.
Il James Webb Space Telescope continua così a dimostrare perché è considerato il telescopio spaziale più potente mai lanciato. Frutto di una collaborazione internazionale tra NASA, ESA e l’Agenzia Spaziale Canadese, Webb era stato messo in orbita con un razzo Ariane 5, con l’Agenzia Spaziale Europea che aveva fornito sia il servizio di lancio sia lo strumento NIRSpec utilizzato per queste osservazioni su Urano. Ogni nuova campagna osservativa aggiunge un tassello a un mosaico che sta ridisegnando la comprensione dei mondi più remoti e meno esplorati del vicinato cosmico.
