Immaginate di pilotare un'astronave con l'intento di atterrare su un pianeta come Giove o Saturno. Superato l'ultimo strato di atmosfera, non trovereste una pista di atterraggio rocciosa o una superficie solida ad attendervi. Invece, vi tuffereste in un oceano di gas senza fine, un'esperienza che sfida la nostra concezione stessa di "pianeta". Come spiega Ravit Helled, professoressa di astrofisica teorica all'Università di Zurigo, "non esiste un punto in cui si possa dire: okay, qui finisce il pianeta". L'atmosfera diventa semplicemente sempre più densa, senza una linea di demarcazione netta.
Qualsiasi tentativo di "atterraggio" si trasformerebbe in una discesa senza ritorno attraverso ostacoli insormontabili. Man mano che ci si addentra nelle profondità di Giove, la pressione e la temperatura aumentano a livelli inimmaginabili. L'idrogeno e l'elio, i componenti principali di questi mondi, passerebbero dallo stato gassoso a quello liquido. Prima di raggiungere questo strato, un'ipotetica sonda dovrebbe comunque sopravvivere all'attraversamento di fitte nubi di ammoniaca che avvolgono l'alta atmosfera. Se un veicolo spaziale fosse costruito con un materiale più resistente di qualsiasi sostanza conosciuta sulla Terra, potrebbe forse proseguire il suo viaggio verso il nucleo, dove le stime indicano una temperatura infernale di circa 24.000 gradi Celsius.
Per decenni, gli scienziati hanno ipotizzato che al centro di questi giganti si trovasse un nucleo solido e ben definito. Tuttavia, i dati raccolti da sonde come Juno della NASA, in orbita attorno a Giove, e Cassini, che ha concluso la sua missione tuffandosi nell'atmosfera di Saturno, hanno dipinto un quadro molto più complesso e affascinante. Oggi si pensa che questi pianeti possiedano quelli che vengono definiti nuclei "sfumati" o "diluiti". Ciò significa che non esiste una transizione netta tra gli strati superiori di gas liquido e il vero e proprio nucleo planetario, ma piuttosto un gradiente complesso di calore e composizione.
Giove è famoso per le sue tempeste colossali, come la Grande Macchia Rossa, un uragano più grande della Terra con venti che superano i 640 km/h. Ma nelle sue profondità accadono eventi ancora più estremi. Si ritiene che in alcune regioni l'elio si separi dall'idrogeno, trasformandosi in una sorta di pioggia di goccioline che precipita verso il centro del pianeta.
La teoria più accreditata per la formazione di Giove e Saturno è quella dell'accrescimento del nucleo. Tutto avrebbe avuto inizio con la nascita di una stella, circondata da un disco di gas e polveri. Le particelle più pesanti si aggregano, formando un nucleo primordiale che, con la sua gravità, attira enormi quantità di gas dal disco circostante. Una teoria più recente, nota come instabilità del disco, suggerisce che in dischi protoplanetari molto massicci e freddi, degli ammassi di gas e roccia possano collassare direttamente per formare un gigante gassoso in tempi molto più rapidi.
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