(In alto) – E’la prima immagine mai vista prima di aurore boreali e australi su Saturno. La camera WFPC2 ha lavorato nell’ultravioletto. Il Telescopio Spaziale Hubble risolve una banda luminosa circolare centrata sul polo nord: un’enorme cortina aurorale si estende a quota di 2000 km al di sopra della superficie delle nubi. L’aurora cambia rapidamente in luminosità ed estensione nel corso delle due ore di osservazione con l’HST sebbene le emissioni più luminose siano rimaste in posizione fissa rispetto al Sole. L’immagine è stata ripresa il 9 ottobre 1994 quando Saturno si trovava ad una distanza di 1,3 miliardi di chilometri dalla Terra.
L’aurora si forma quando delle particelle cariche precipitano dalla magnetosfera e collidono con i gas atmosferici, idrogeno atomico e molecolare nel caso di Saturno. Come risultato di questo bombardamento i gas di Saturno emettono alle lunghezze d’onda del lontano ultravioletto (110-160 nm) che non possiamo osservare dalla Terra perché vengono assorbite dalla sua atmosfera. Tali radiazioni sono rilevabili soltanto da strumenti posti nello spazio.
Il campo magnetico di Saturno è quasi perfettamente allineato con la rotazione del pianeta e questo fatto impone all’"anello" aurorale una forma simmetrica e centrata ai poli. L’aurora australe è debolmente visibile malgrado la posizione sfavorevole (il polo nord di Saturno è leggermente inclinato verso la Terra).
Gli studi dell’aurora di Saturno sono cominciati alcuni decenni fa. La sonda Pioneer 11 osservò una emissione nel lontano ultravioletto ai poli di Saturno nel 1979. Agli inizi del 1980, una serie di osservazioni spettroscopiche con il satellite International Ultraviolet Explorer (IUE)hanno rilevato sporadiche emissioni dalle regioni aurorali di Saturno. I flyby delle navicelle Voyager 1 e 2 avvenuti nei primi anni ’80 trovarono emissioni aurorali confinate nell’anello circumpolare.
(In basso) – Per confronto, questa è una immagine in colori reali composti del pianeta, ripresa il primo dicembre 1994. A differenza dell’immagine ultravioletta, qui si riconoscono le familiari fasce e zone atmosferiche. Nell’ultravioletto non si vedone lo strato inferiore di nubi perché la luce solare è riflessa dagli strati più alti.
Credits: J.T. Trauger (JPL), J.T. Clarke (Univ. of Michigan), WFPC2 Science team, NASA
La scoperta di un oscuro ovale aurorale su Saturno (FOC 1992)
Questa immagine è stata ottenuta con la camera FOC nel giugno 1992 e rappresenta la luce solare riflessa dal pianeta alle lunghezze d’onda del vicino ultravioletto (220 nm). Si può osservare uno scuro ovale che circonda il polo nord magnetico di Saturno. E’ il primo di questo tipo osservato su Saturno e il suo aspetto scuro è un fenomeno unico nel Sistema Solare. La struttura rappresenta un eccesso di assorbimento della luce solare a 220 nm da parte delle particelle atmosferiche prodotte dall’attività aurorale stessa. La forte inclinazione del polo nord di Saturno al momento dell’osservazione e la quasi perfetta simmetria del campo magnetico del pianeta rende unica questa osservazione perché si può vedere addirittura l’altro lato dell’ovale aurorale.
Normalmente l’attività aurorale è caratterizzata da luce emessa attorno ai poli. L’ovale scuro osservato è una prova visiva sbalorditiva del fatto che l’impatto di particelle cariche con i gas atmosferici non produce soltanto emissione di luce ma anche prodotti opachi alle lunghezze d’onda ultraviolette. Probabilmente gli elettroni provocano la sintesi di idrocarburi polimeri nelle regioni aurorali.
Credits: L. Ben Jaffel, Institut d’Astrophysique de Paris-CNRS, France, B. Sandel (Univ. of Arizona), NASA/ESA, Science (magazine).