Nettuno come non lo vedevamo da un pezzo

Il James Webb Space Telescope (JWST), il più grande e potente telescopio spaziale mai realizzato, ha osservato il pianeta Nettuno con il maggiore livello di dettaglio tra le osservazioni realizzate negli ultimi 30 anni. L’immagine mostra distintamente gli anelli intorno al corpo celeste e le caratteristiche della gelida atmosfera che lo avvolge, con le nubi più alte a -200 °C.

Ottavo e più lontano pianeta del sistema solare partendo dal Sole, Nettuno ha 17 volte la massa della Terra ed è considerato un “gigante ghiacciato”, con una composizione diversa rispetto ad altri grandi pianeti gassosi come Giove e Saturno. Oltre all’idrogeno e all’elio, elementi comuni tra i più grandi pianeti del sistema solare, Nettuno possiede maggiori quantità di ammoniaca e metano, mentre la parte interna del pianeta è composta per lo più da rocce e ghiacci. Le tracce di metano negli strati più alti della sua atmosfera contribuiscono a far apparire Nettuno di un colore blu piuttosto intenso.

Nell’immagine del JWST Nettuno non appare però blu come ce lo aspetteremmo, perché il telescopio compie le proprie osservazioni nell’infrarosso, la parte della radiazione elettromagnetica che non riusciamo a vedere perché ha una frequenza inferiore a quella della luce visibile. L’infrarosso consente di cogliere meglio dettagli e differenze che altrimenti ci sarebbero invisibili, come le caratteristiche dell’atmosfera di Nettuno.

Trovandosi a circa trenta volte la distanza media della Terra dal Sole, Nettuno si trova nella parte più remota del sistema solare e riceve pochissima luce. In pieno giorno, sul pianeta c’è una luminosità simile a quella del crepuscolo terrestre. È questa grande distanza a determinare in parte la temperatura molto bassa dell’atmosfera di Nettuno e a farne un “gigante ghiacciato”.

Nell’immagine del JWST sono ben visibili le nubi di metano ghiacciato negli strati più esterni dell’atmosfera, che appaiono molto più chiare rispetto al resto perché riflettono la luce solare. È inoltre visibile una tenue linea più chiara lungo l’equatore, indizio delle correnti atmosferiche che sferzano Nettuno. Nella fascia equatoriale, l’atmosfera è relativamente più calda e appare quindi più luminosa rispetto a quanto avviene in altre aree del pianeta. In prossimità del polo nord è visibile un bagliore, così come nell’area del polo sud, dove si concentra un vortice atmosferico noto da tempo.

Il sistema di anelli planetari è tra i più sottili del sistema solare e ci sono varie ipotesi sulla sua composizione e sulle sue caratteristiche. Le osservazioni più ravvicinate furono compiute nel 1989 dalla sonda Voyager 2, che per la prima volta confermò la presenza di più anelli. Le immagini della sonda consentirono di confermare l’esistenza di cinque anelli principali, con una struttura irregolare forse dovuta alle interazioni gravitazionali con i numerosi satelliti del pianeta.

Nettuno impiega 164 anni terrestri per compiere un’intera orbita intorno al Sole, ma nel lungo viaggio è accompagnato da almeno 14 lune, osservate e catalogate nel corso degli anni. La più visibile di tutte tra le sette presenti nell’immagine del JWST è Tritone, il satellite naturale più grande di Nettuno. La superficie di questa luna è composta per lo più da azoto ghiacciato e riflette il 70 per cento della luce solare che la raggiunge. È proprio questa circostanza a renderla molto più luminosa agli infrarossi rispetto a Nettuno.

Il JWST invia i dati sulla luminosità e la luce colta dai propri sensori allo Space Telescope Science Institute (STScI), che ne effettua una prima elaborazione fornendo file che possono poi essere utilizzati dagli astronomi per i loro studi e le loro analisi. Gli oggetti spaziali possono essere osservati all’infrarosso utilizzando diversi filtri, tarati per cogliere specifiche lunghezze d’onda. Si può quindi assegnare a ogni filtro l’equivalente dei pezzetti che i nostri occhi riescono a vedere. Ciò che ha una lunghezza d’onda maggiore – sempre nell’infrarosso – può essere tradotto nel rosso, per esempio, mentre ciò che ha lunghezza d’onda minore viene tradotto con il blu. Così facendo, si può prendere la radiazione da una parte dello spettro che i nostri occhi non possono vedere e spostarla nella parte a noi visibile. È un po’ come alzare o abbassare la tonalità di una canzone, per intenderci.

A seconda delle necessità, questa tecnica viene impiegata per mettere in evidenza alcuni elementi e caratteristiche a scapito di altri. L’immagine di Nettuno è tarata per mostrare le caratteristiche dell’atmosfera dei pianeti e i suoi deboli anelli. I dati raccolti dal JWST, che nei prossimi anni si arricchiranno con le osservazioni di alcune lune del pianeta, consentiranno di compiere nuovi studi e ricerche sul membro più distante della famiglia di pianeti che costituiscono il sistema solare.