Nu undersöks åldern och ursprunget till den röda fläcken på Jupiter

 

Forskare vid Baskiens universitet (UPV/EHU), Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) och Barcelona Supercomputing Center har analyserat historiska observationer tillbaks till 1600-talet och har utvecklat numeriska modeller för att förklara livslängden och karaktären av den stora röda fläcken i Jupiters atmosfär (en storm) . Spekulationer om ursprunget till stormen går tillbaka till de första teleskopobservationerna som gjordes av fläcken av astronomen Giovanni Domenico Cassini 1665 som sedan observerades av honom och andra astronomer fram till 1713.

Den var sedan försvunnen i 118 år och det var inte förrän  astronom S. Schwabe återigen observerade den på samma latitud på Jupiter igen under 1831. Sedan dess har fläcken observerats regelbundet med hjälp av teleskop och  sonder som har besökt Jupiters närområde ända fram till idag.

I studien analyserade forskarna först utvecklingen av dess storlek över tid, dess struktur och rörelserna i formationerna.

Den röda fläcken, som 1879 var 39 000 km stor vid sin längsta axel har krympt till ungefär nuvarande 14 000 km och samtidigt blivit mer rundad i sin form.

Fera rymdsonder har sedan 1970-talet studerat detta meteorologiska fenomen noga. Nyligen har "olika instrument ombord på Juno i omloppsbana runt Jupiter visat att den vertikalt är cirka 500 km lång, beskriver Sánchez-Lavega professor i fysik vid UPV/EHU.

För att ta reda på hur denna enorma virvel kan ha bildats utförde UPV/EHU- och UPC-teamen numeriska simuleringar med hjälp av spanska superdatorer, såsom BSC:s MareNostrum IV, som är en del av det spanska superdatornätverket (RES), med hjälp av två typer av kompletterande datamodeller undersöktes beteendet hos tunna virvlar i Jupiters atmosfär. På Jupiter dominerar intensiva vindströmmar som flyter längs parallellerna och alternerar i sin riktning med latituden. Norr om GRS (Jupiter's Great Red Spot) blåser vindarna i västlig riktning med hastigheter på 180 km/h medan de i söder blåser i motsatt riktning (i östlig riktning) med hastigheter på ca150 km/h. Detta genererar en enorm nord-sydlig vinkelförändring i vindhastighet, vilket är en grundläggande orsak till virveln att växa inuti den röda fläcken.

I forskningen undersöktes en rad mekanismer för att förklara uppkomsten av den röda fläcken, inklusive när utbrottet av denna gigantiska superstorm skedde historiskt.

Resultaten indikerar att även om en anticyklon bildas i båda fallen, skiljer den sig i form och dynamiska egenskaper från de nuvarande stormarna. – Vi tror också att om ett av dessa ovanliga fenomen hade inträffat, så måste det eller dess konsekvenser i atmosfären ha observerats och rapporterats av astronomer historiskt, beskriver Sánchez-Lavega.

 I en tredje uppsättning numeriska experiment utforskade forskargruppen genereringen av den röda fläcken utifrån en känd instabilitet i vindarna som tros kunna producera en långsträckt cell som omsluter och fångar vindarna. En sådan cell skulle vara en proto-röd fläck, en begynnande röd fläck, vars efterföljande krympning skulle ge upphov till den kompakta och snabbt roterande storm som observerades i slutet av 1800-talet. Bildandet av stora långsträckta celler har redan observerats i uppkomsten av andra stora virvlar på Jupiter.

 – I våra simuleringar har superdatorer gjort det möjligt för oss att upptäcka att de långsträckta cellerna är stabila när de roterar runt periferin av GRS med Jupiters vindhastighet, vilket man kan förvänta sig då de bildas på grund av denna instabilitet, beskriver Enrique García-Melendo, forskare vid UPC:s avdelning för fysik. Med hjälp av två olika typer av numeriska modeller, en vid UPV/EHU och den andra vid UPC, drog forskarna slutsatsen att om rotationshastigheten för en proto-röd fläck är lägre än för de omgivande vindarna, kommer proto- röda fläckar att brytas upp, vilket gör bildandet av en stabil virvel omöjlig. Och om den är mycket stark skiljer sig egenskaperna hos proto- röda fläcken från den nuvarande röda fläcken.

Framtida forskning kommer att syfta till att försöka reproducera den röda fläckens krympning över tid för att mer i detalj ta reda på de fysikaliska mekanismer som ligger till grund för dess hållbarhet över tid. Samtidigt kommer de att försöka förutsäga om röda fläcken kommer att upplösas och försvinna när den nått en storleksgräns eller om den kommer att stabiliseras vid en storleksgräns där den kan hålla igång många år till.

Studien har publicerats i tidskriften Geophysical Research Letters of the American Geophysical Union.

Bild vikipedia på Jupiters röda fläck. Ett stort röd- eller brunfärgat anticykloniskt stormsystem i planeten Jupiters atmosfär vid 22:a breddgraden söder om Jupiters ekvator.