Hubbleteleskopet ger oss en ny inblick i Jupiters röda fläck

 

Bild wikipedia. Närbild på den Stora röda fläcken på Jupiter från 8 000 kilometers avstånd den 11 juli 2017.

Astronomer har observerat Jupiters stora röda fläck (GRS- the Great Red Spot) i minst 150 år. Men det kommer alltid nya överraskningar ex när NASA:s rymdteleskop Hubble nyligen tog en närmare titt på den.

Hubbles nya observationer av den röda stormen i storlek så den lätt skulle rymma hela jordklotet samlades in under 90 dagar mellan december 2023 och mars 2024. Det avslöjades då att GRS inte är så stabil som den ser ut. De senaste uppgifterna visar att GRS vickar som en skål med gelatin. De kombinerade Hubble-bilderna gjorde det möjligt för astronomer att sammanställa en timelapse-film av GRS:s snirkliga beteende.

"Även om vi visste att dess rörelse varierar något i longitud förväntade vi oss inte att se storleken oscillera så mycket. Så vitt vi vet har detta inte identifierats tidigare, beskriver Amy Simon vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, huvudförfattare till rapporten som publicerats under namnet A Detailed Study  of Jupiter's Great Red Spot over a 90-day Oscillation Cycle" i Tidskriften Planetary Science.

"Det här är första gången vi har haft en korrekt bildsekvens av GRS. Med Hubbles höga upplösning kan vi säga att GRS definitivt oscillerar in och ut samtidigt som den rör sig i skilda hastigheter. Det var väldigt oväntat och i dagsläget finns inga hydrodynamiska förklaringar.

Hubbleteleskopet övervakar Jupiter och de andra planeterna i det yttre solsystemet årligen genom programmet Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) som leds av Simon,  aktuella observationer gjordes däremot från ett program som är dedikerat för GRS. Att förstå mekanismerna bakom de största stormarna i solsystemet sätter teorin om orkaner på jorden i ett bredare kosmiskt sammanhang som kan tillämpas för att bättre förstå meteorologin på planeter runt andra stjärnor.

Simons team använde Hubble för att zooma in på GRS för en detaljerad titt på dess storlek, form och eventuella subtila färgförändringar. "När vi såg närmare såg vi att mycket förändras från dag till dag", beskriver Simon. Detta inkluderar observationer med ultraviolett ljus som visar att den distinkta kärnan i stormen blir ljusast när GRS är som störst i sin svängningscykel. Detta indikerar mindre upplösning av vindar i den övre atmosfären.

"När stormen accelererar och bromsar in, trycker GRS mot de blåsiga jetströmmarna norr och söder om den", beskriver medutredaren Mike Wong vid University of California i Berkeley. "Det liknar en smörgås där brödskivorna tvingas bukta ut när det blir för mycket fyllning i mitten." Wong jämförde detta med Neptunus, där mörka fläckar kan driva  omkring oreglerat på latituder utan starka jetströmmar som håller dem på plats. Jupiters stora röda fläck finns på en sydlig latitud och ses mellan jetströmmarna av jordbundna teleskop.

Teamet har fortsatt att sett att GRS krymper sedan OPAL-programmet startade för 10 år sedan. De förutspår att den kommer att fortsätta krympa innan den blir  stabil blir mindre och får en långsträckt form. – Just nu överfyller den sin latitud i förhållande till vindfältet. När vinden minskar innanför det bandet kommer vindar att få hålet att stanna av i rörelse, beskriver Simon. Teamet förutspår att GRS troligen kommer att stabiliseras i storlek, men nu observerade Hubble det bara under en svängningscykel så inget är säkert.

Forskarna hoppas att andra högupplösta bilder från Hubble i framtiden ska kunna identifiera andra parametrar på Jupiter som indikerar den bakomliggande orsaken till svängningen. Resultaten av studien presenteras på 56:e årsmötet för American Astronomical Society Division for Planetary Sciences, i Boise, Idaho.

Något som jag tycker vore intressant är om det går att spåra den röda fläcken bakåt i tiden för att veta hur och när den uppkom. Kanske den uppkom i någon form redan vid bildandet av Jupiter.

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.

Jupiters röda fläck förändras just nu men bara i en riktning.

Jupiter är den största planeten i vårt solsystem. Den finns bortanför Mars och dess sammansättning består mest av vätskor och gaser. Dess moln formas av jetströmmar, vindar som virvlar runt och bildar många parallella band liksom färgade fläckar varav en tydligt sticker ut. Den som kallas den röda fläcken och är en enorm storm som setts sedan Jupiter upptäcktes för ca 400 år sedan.


Men de senaste åren har denna storm minskat i storlek (på tiden anser jag, att den börjar bedarra min anm.). Den röda fläcken minskar i storlek efterhand numera om något liknande skett under korta perioder tidigare vet ingen. Men vad som är lite mer mystiskt är att dess djup är det samma. Kanske inte så konstigt enligt mig då den för att bedarra bör bedarra i sidled och inte i första hand i djupled. Kanske den sätter fart igen utifrån mekanismer i Jupiters atmosfär med gaser. Kanske den avtar och som slutprodukt innan den stillnar helt blir en liten tornado i slutfasen. Mycket troligt enligt mig. Kanske en ny stor röd fläck (storm byggs upp på en annan plats ingen vet).


Bild på Jupiter från Vikipedia tagen 1979 av Voyager 1.

Vad händer på Jupiter? Den röda fläcken minskar i storlek!!

För ca 300 år sedan upptäcktes en storm på Jupiter känd som den röda fläcken i dess gashölje. En röd fläck vilken visar en stark orkan och vilken till våra dagar och troligen mycket långt tillbaks stormat här.

Inget har förändrats under den tid människan haft uppsikt på den. Inte förrän nu.

Nu har den under vissa tider minskat till hälften i omkrets en förvånande upptäckt då ingen trodde den kunde eller skulle göra det. Den har vad man ansett svept genom gasen i alla tider (kanske) och varför skulle den då plötsligt minska i styrka?

Teorier finns dock. Den mest troliga är att cyklonen fått sin näring av att sluka mindre stormar hela tiden och på det viset hållit sig till en maxcyklon. En cyklon av ett värde där den inte kan öka mer.

Men efterhand som mindre stormar på Jupiter avtagit och energin i jättecykonen genom detta fått mindre näring (möjlighet att sluka fler mindre oväder och fortsätta hålla sig på max) minskat sin styrka och omfång. Något som nu ses.

Men vi vet inte om detta är en tillfällig nedgång eller något som kommer att resultera i den röda fläckens utplåning i framtiden.

Den röda fläcken på Jupiter börjar nu oväntat förändras efter att ha setts likadan ut i minst 300 år. Varför?

Röda fläcken på Jupiter  observerades troligen först av astronomen Cassini 1665. sedan dess har den varit ett blickfång på Jupiter. Storleken på det som är en superstorm i den gasbestående jätteplaneten är lika mycket som tre jordklot.

Allt har varit stabilt stormen har snurrat vidare. Men de senaste åren har något börjat ske. Stormens öga har minskat och formen rundats. Forskare förundras och följer intresserat vad som sker.

 Kan det vara början på slutet av stormen vi ser? Kan det vara en tillfällig nedgång i aktiviteten? Ingen vet men stormen bedarrar just nu. Varför vet ingen likväl som ingen vet varför den en gång startade eller om den alltid funnits och då lika stor eller genom åren fluktuerat och detta är något som sker nu igen.