Ten kultowy obiekt prawdopodobnie powstał co najmniej 190 lat temu, co czyni go najdłużej żyjącym wirem znanym w Układzie Słonecznym.
Nowe badanie to sugeruje JupiterWielka Czerwona Plama, widoczna od co najmniej 190 lat, nie jest tą samą, którą widział astronom Giovanni Domenico Cassini zaobserwowano w 1665 r. Zamiast tego obecna Wielka Czerwona Plama prawdopodobnie rozwinęła się w wyniku niestabilności silnych wiatrów atmosferycznych panujących na planecie, tworząc trwałą komórkę atmosferyczną.
Wielka Czerwona Plama to największy znany wir planetarny w Układzie Słonecznym, ale jej wiek jest przedmiotem dyskusji od dawna, a mechanizm, który doprowadził do jej powstania, pozostaje niejasny. W nowym badaniu wykorzystano obserwacje historyczne począwszy od XVII wieku oraz modele numeryczne, aby wyjaśnić długowieczność i naturę tego spektakularnego zjawiska.
„Z pomiarów rozmiarów i ruchów wywnioskowaliśmy, że jest bardzo mało prawdopodobne, aby obecna Wielka Czerwona Plama była „Stałą Plamą” obserwowaną przez sondę Cassini” – powiedział Agustín Sánchez-Lavega, planetolog z Uniwersytetu Kraju Basków w Bilbao w Hiszpanii, który kierował tymi badaniami. „‚Stała Plama’ prawdopodobnie zniknęła gdzieś pomiędzy połową XVIII a XIX wiekiem i w tym przypadku możemy obecnie powiedzieć, że trwałość Czerwonej Plamy przekracza 190 lat”.
Badanie zostało opublikowane w Listy z badań geofizycznychktóre jest ogólnodostępnym czasopismem AGU, które publikuje niezwykle efektowne raporty w krótkim formacie, mające natychmiastowe implikacje dla wszystkich nauk o Ziemi i kosmosie.
Wypryskana historia
Wielka Czerwona Plama na Jowiszu to masywny wir atmosferyczny o średnicy zbliżonej do średnicy Ziemi. Na jego zewnętrznych obrzeżach wiatr wieje z prędkością 450 kilometrów na godzinę (280 mil na godzinę). Jego czerwona barwa, będąca efektem atmosferycznych reakcji chemicznych, ostro kontrastuje z innymi bladymi chmurami gazowego olbrzyma.
Plamka intryguje naukowców od wieków, po części dlatego, że jej duże rozmiary sprawiają, że jest widoczna nawet przez małe teleskopy. W 1665 roku Cassini odkrył ciemny owal na tej samej szerokości geograficznej, co dzisiejsza Wielka Czerwona Plama i nazwał ją „Plamą Stałą”, tak jak on i inni astronomowie obserwowali ją do 1713 roku, kiedy to stracili ją z oczu. Dopiero w roku 1831 i latach późniejszych naukowcy ponownie zaobserwowali wyraźną, owalną strukturę na tej samej szerokości geograficznej, co Wielka Czerwona Plama. Biorąc pod uwagę sporadyczne historyczne obserwacje plam Jowisza, naukowcy od dawna debatują, czy dzisiejsza Wielka Czerwona Plama jest tą samą, którą widzieli naukowcy z XVII wieku.
W badaniu autorzy wykorzystali źródła historyczne z połowy XVII wieku, aby przeanalizować ewolucję wielkości, struktury i lokalizacji plamy w czasie.
„Skorzystanie z notatek i rysunków przedstawiających Jowisza i jego stałą plamę, wykonanych przez wielkiego astronoma Jeana Dominique’a Cassiniego, a także jego artykułów z drugiej połowy XVII wieku opisujących to zjawisko, było bardzo motywujące i inspirujące” – Sánchez-Lavega powiedział. „Inni przed nami badali te obserwacje, a teraz określiliśmy ilościowo wyniki”.
Jak powstała plama
Z badania wynika, że czerwona plama, która w 1879 r. miała 39 000 km (około 24 200 mil) na swojej najdłuższej osi, skurczyła się do obecnych 14 000 km (8700 mil), a jednocześnie stała się bardziej zaokrąglona. Od lat 70. XX wieku to zjawisko meteorologiczne badało kilka misji kosmicznych; ostatnio obserwacje z instrumentów znajdujących się na pokładzie Juno wykazały, że Wielka Czerwona Plama jest płytka i cienka — przydatna informacja dla naukowców chcących zbadać powstawanie tej plamy.
Aby zbadać, w jaki sposób mógł powstać ten ogromny wir, badacze przeprowadzili symulacje numeryczne na superkomputerach, wykorzystując dwa modele zachowania cienkich wirów w atmosferze Jowisza. Plamka mogła powstać w wyniku gigantycznej superburzy, podobnej do tej, którą czasami obserwuje się na bliźniaczej planecie Jowisza Saturn; z połączenia wielu mniejszych wirów powstałych w wyniku uskoku wiatru spowodowanego intensywnymi prądami wiatru, które płyną równolegle do siebie, ale naprzemiennie w zależności od szerokości geograficznej; lub z niestabilności wiatrów, które mogą wytworzyć wydłużoną komórkę atmosferyczną o kształcie podobnym do Plamy.
Wyniki wskazują, że chociaż w pierwszych dwóch przypadkach antycyklon tworzy się, różni się on kształtem i właściwościami dynamicznymi od obecnych Wielkiej Czerwonej Plamy. Z drugiej strony niestabilność wiatru wytwarzająca komórki mogła spowodować powstanie „proto-Wielkiej Czerwonej Plamy”, która następnie z czasem się skurczyła, dając początek zwartej i szybko obracającej się Wielkiej Czerwonej Plamie obserwowanej pod koniec XIX wieku.
Mechanizm powstawania potwierdzają obserwacje dużych, wydłużonych komórek w genezie innych głównych wirów na Jowiszu.
Przyszłe badania będą miały na celu odtworzenie kurczenia się Wielkiej Czerwonej Plamy w czasie, aby wyjaśnić mechanizmy fizyczne leżące u podstaw względnej stabilności Plamy. Celem badaczy jest także przewidzenie, czy Wielka Czerwona Plama rozpadnie się i zniknie, gdy osiągnie granicę rozmiaru, jak mogłoby to mieć miejsce w przypadku Stałej Plamy Cassini, czy też ustabilizuje się na poziomie granicy wielkości, w której może przetrwać wiele lat.
Odniesienie: „Pochodzenie Wielkiej Czerwonej Plamy Jowisza” Agustína Sáncheza-Lavegi, Enrique García-Melendo, Jona Legarrety, Arnau Miró, Manela Sorii i Kevina Ahrensa-Velásqueza, 16 czerwca 2024 r., Listy z badań geofizycznych.
DOI: 10.1029/2024GL108993
