Scienziati Studiano l'Atmosfera di Venere Attraverso le Immagini del Transito


Composizizione delle immagini riprese dal Solar Dynamic Observatory (SDO) della NASA il 5 giugno 2012. Le immagini sono state riprese alla lunghezza d'onda di 171 angstrom (banda X). Credits: NASA/Goddard/SDO
Composizizione delle immagini riprese dal Solar Dynamic Observatory (SDO) della NASA il 5 giugno 2012. Le immagini sono state riprese alla lunghezza d'onda di 171 angstrom (banda X). Credits: NASA/Goddard/SDO

Due delle missioni di eliofisica della NASA possono ora vantare anche parti di “scienza planetaria” nella loro lista di risultati. Un gruppo di scienziati ha infatti sfruttato il transito di Venere – evento particolarmente raro in cui un pianeta passa tra la Terra ed il Sole, apparendo come un punto scuro che si muove in maniera costante attraverso il brillante sfondo dato dal Sole – per effettuare misurazioni su come l'atmosfera venusiana assorbe diversi tipi di luce. Questo, di rimando, fornisce agli studiosi indizi su quali elementi esattamente giacciono al di sopra della superficie di Venere. Raccogliere informazioni di questo tipo non solo ci insegna molto a riguardo di questo pianeta così vicino a noi, ma spiana anche la strada alle tecniche per comprendere meglio i pianeti al di fuori del nostro Sistema Solare.

I transiti di Venere sono così rari che accadono appena due volte nella vita di una persona. All'incirca ogni 115 anni, Venere appare attraversare la faccia della nostra stella madre ben due volte, con otto anni di intervallo tra I due transiti. Questo fenomeno sbalorditivo non è soltanti incredibile da guardare, ma fornisce un'opportunità unica per osservazioni scientifiche di uno dei pianeti più vicini a noi.

Il Solar Dynamics Observatory (SDO) della NASA e la missione congiunta di NASA e JAXA (Japanese Aerospace Exploration Agency) Hinode hanno ripreso immagini dell'intero evento a svariate lunghezze d'onda della luce. Un team di scienziati guidati dall'italiano Fabio Reale dell'Università di Palermo ha utilizzato queste immagini per guardare il pianeta in controluce nel momento in cui è passato di fronte al Sole: il loro lavoro è stato pubblicato su Nature Communications il 23 giugno scorso.

Così come sulla Terra, ogni strato dell'atmosfera di Venere assorbe luce in maniera diversa rispetto ad un altro: alcuni strati assorbono completamente una certa lunghezza d'onda, mentre la stessa può tranquillamente passare attraverso un altro strato. Come Venere passa davanti al Sole – che emette luce in praticamente ogni lunghezza d'onda dello spettro – gli scienziati hanno una rara opportunità di vedere come tutti i tipi differenti di luce filtrano attraverso la sua atmosfera.

Uno strato nella parte alta dell'atmosfera intorno a Venere – chiamata termosfera – assorbe in particolare certe lunghezze d'onda ad alta energia: guardando il pianeta in controluce ad una di queste lunghezze d'onda la termosfera appare opaca piuttosto che trasparente, come invece accade nel visibile. “La radiazione si scontra con l'atmosfera e viene assorbita, creando ioni ed uno strato dell'atmosfera denominato ionosfera”, spiega Dean Pesnell, scienziato del progetto SDO presso il NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland. “Poiché l'energia trasportata dalla luce è catturata dagli ioni, non viene riemessa dall'altro lato. A certe lunghezze d'onda l'atmosfera venusiana è spessa come un muro, bloccando la luce prima che arrivi ai nostri occhi. Ai nostri telescopi, l'atmosfera appare scura quanto il pianeta stesso – per questo Venere sembra avere dimensioni diverse a seconda della banda in cui sono state scattate le foto”.

Immagine di Venere ripresa dal Solar Optical Telescope di Hinode, nel momento dell'inizio del transito. L'atmosfera è visibile come un sottile bordo luminoso a contorno del pianeta. Credits: JAXA/NASA/Hinode
Immagine di Venere ripresa dal Solar Optical Telescope di Hinode, nel momento dell'inizio del transito. L'atmosfera è visibile come un sottile bordo luminoso a contorno del pianeta. Credits: JAXA/NASA/Hinode

Reale ed il suo team hanno utilizzato immagini del transito di Venere ripreso in varie lunghezze d'onda nella banda X e nell'ultravioletto, ed hanno misurato la dimensione apparente del pianeta: per ogni set di foto il team ha calcolato giusto quanto fosse largo il blocco atmosferico – una misura di quanto in alto nell'atmosfera di Venere quella particolare lunghezza d'onda fosse completamente assorbita. Poiché i vari tipi di atomi assorbono la luce in maniera sottilmente diversa, la quota dell'assorbimento permette agli scienziati di capire quante e quali tipi di molecole popolano l'atmosfera di Venere. Questa informazione è importante per pianificare missioni per Venere, in quanto questo ioni e molecole possono incidere sul processo di rallentamento di una sonda alla sua entrata nell'atmosfera – processo chiamato aerobraking, letteralmente “rallentamento atmosferico”.

La forma dell'atmosfera di Venere fornisce inoltre agli scienziati indizi importanti su come il Sole incide su di essa. “Se l'atmosfera osservata fosse asimmetrica, ci potrebbe molto su come la stella influisce sul pianeta”, afferma Sabrina Savage, ricercatrice del progetto Hinode. Durante il transito solo i bordi dell'atmosfera potevano essere visti, ma si trattava di aree particolarmente interessanti. Dalla prospettiva di Venere, queste erano le aree in cui il giorno lascia spazio alla notte – e sulla Terra questi momenti sono ad esempio contraddistinti da effetti interessanti nella ionosfera. Dalle osservazioni è risaltato che queste due aree di transizione sono virtualmente la stessa cosa. “Il pianeta è apparso davvero rotondo in tutte le lunghezze d'onda”, dichiara Pesnell. “Se la transizione dal giorno alla notte fosse stata diversa dalla transizione dalla notte al giorno, ci saremmo aspettati di vedere una protuberanza nell'atmosfera su un lato del pianeta”.

Studiando il transito di Venere è possibile fare pratica per studiare pianeti intorno ad altre stelle. Molti esopianeti sono stati scoperti tramite transiti davanti alla loro stella madre, ed in futuro, all'avanzamento del livello tecnologico, sarà possibile carpire maggiori informazioni sulla struttura e la composizione della loro atmosfera.

Giulia Murtas

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