L’Hubble fornisce una visione completa delle due aurore (boreale e australe) di Giove. Le immagini, ottenute il 20 settembre 1997 con lo spettrografo STIS in luce ultravioletta, sono state qui codificate usando due colori artificiali (rosso e blu) per rappresentare due diverse bande dell’ultravioletto. La luce del sole riflessa dal pianeta appare di color marrone mentre le emissioni delle aurore appaiono bianche o con sfumature blu o rosse. Le immagini delle aurore di Giove sono state sovrapposte a quella dell’intero pianeta, ripresa dalla camera WFPC2.
Sebbene l’HST abbia già ottenuto immagini di tali fenomeni polari ancora nel 1990, il nuovo strumento STIS è dieci volte più potente delle precedenti camere. E’ così possibile operare con esposizioni più brevi, evitando quindi gli effetti dovuti alla rotazione del pianeta che sfocano l’immagine, e ottenendo una risoluzione da due a cinque volte maggiore.
La risoluzione di queste immagini è sufficiente per mostrare la "cortina" di luce aurorale che si estende per diverse centinaia di chilometri lungo il bordo del pianeta.
Le immagini delle cortine aurorali della Terra, prese dallo Shuttle, hanno un’apparenza simile.
Le aurore appaiono come brillanti fasce di luce nell’alta atmosfera di Giove. Come sulla Terra, le tempeste aurorali di Giove si sviluppano quando le particelle elettricamente cariche catturate dal campo magnetico che circonda il pianeta, scendono a spirale verso i poli magnetici nord e sud. Quando le particelle si scontrano con gli strati alti dell’atmosfera, ne eccitano gli atomi e le molecole e ne provocano la luminescenza.
Gli elettroni che colpiscono l’atmosfera terrestre provengono dal Sole e la luce dell’aurora, che si attiva quindi in risposta al "vento solare", rimane concentrata sopra il cielo notturno, dato che la Terra, al di sotto, procede con il suo moto di rotazione.
Le aurore terrestri si manifestano in "tempeste" che si estendono dalle regioni polari verso le latitudini più basse, in risposta all’attività solare.
Le aurore gioviane invece, sono causate da particelle emesse dai vulcani di Io, una delle principali lune del pianeta. Queste particelle cariche vengono intrappolate dal campo magnetico e cominciano a ruotare assieme al pianeta, producendo gli ovali di luce aurorale centrata sui poli magnetici, sia nel cielo notturno che in quello diurno.
Gli scienziati hanno confrontato le immagini dell’Hubble con le misurazioni del campo magnetico e delle particelle cariche in co-rotazione prese dalla navicella Galileo nella convinzione che i dati potranno essere utilizzati per capire meglio il fenomeno.
Entrambe le aurore mostrano chiaramente delle scie luminose derivanti da Io. Si tratta di strisce bianche a forma di comete che si trovano appena al di fuori degli ovali delle aurore. Queste scie sono causate da invisibili correnti elettriche di particelle cariche (equivalenti a circa un milione di ampere) emesse da Io, che fluiscono lungo le linee del campo magnetico di Giove in direzione dei suoi poli magnetici. Questa fortissima corrente, quando entra nell’atmosfera del pianeta, produce aurore luminose ma ben localizzate.
Le parti più luminose di ciascuna emissione (a sinistra di ciascuna immagine) individuano i punti esatti dove le linee magnetiche lasciano la loro impronta. Queste scie corrispondono alle zone di massima emissione ultravioletta.
Credits: John Clarke (University of Michigan), and NASA