Jüpiter’deki Büyük Kırmızı Noktaya ne olur? Güneş sistemindeki en büyük fırtına sonunda ortadan kaybolabilir

JüpiterBüyük Kırmızı Nokta, en az 190 yıldır var olan dev bir girdaptır. Son araştırmalar bunun daha önce gözlemlenen bir noktadan farklı olduğunu öne sürüyor ve simülasyonlar Jüpiter’in rüzgarlarının onu nasıl şekillendirmiş olabileceğini araştırıyor. Büyük Kırmızı Nokta küçülüyor ve gelecekteki araştırmalar onun sürdürülebilirliğine ve gelecekte olası parçalanmasına odaklanacak.

Jüpiter’in üzerindeki Büyük Kırmızı Nokta, güneş sistemindeki en tanınabilir özelliklerden biri olarak öne çıkıyor. Şu anda Dünya’nınkine eşit bir çapa sahip olan bu devasa atmosferik yapı, Jüpiter’in soluk bulut tepeleriyle keskin bir kontrast oluşturan çarpıcı kırmızımsı rengi nedeniyle kolayca tanınabiliyor. Küçük teleskoplar bile onun kendine özgü görünümünü yakalayabilir. Büyük Kırmızı Nokta, dış kenarları boyunca rüzgarların saatte 450 km’ye ulaştığı dev bir antisiklonik girdaptır. Güneş sistemimizdeki herhangi bir gezegenin atmosferindeki en büyük ve en uzun ömürlü girdap unvanını taşıyor. Ancak Büyük Kırmızı Leke’nin kesin yaşı hâlâ tartışma konusu ve oluşumunun ardındaki süreçler bir sır olarak kalıyor.

GRS’nin kökeni hakkındaki spekülasyonlar, gökbilimci Giovanni Domenico’nun yaptığı ilk teleskopik gözlemlere kadar uzanıyor. Cassini1665 yılında GRS ile aynı enlemde koyu renkli bir oval keşfetti ve buna Kalıcı Nokta (PS) adını verdi; kendisi ve diğer gökbilimciler tarafından 1713 yılına kadar gözlemlendi.

Daha sonra 118 yıl boyunca kayboldu ve ancak 1831’den itibaren S. Yine Schwabe, göze çarpan bir yapı, kabaca oval şekilli ve büyük Karga takımyıldızı ile aynı enlemde; Bu, mevcut Büyük Kuzgun takımyıldızının ve belki de yeni ortaya çıkan bir Büyük Kuzgun takımyıldızının ilk gözlemi olarak düşünülebilir. O zamandan bu yana Büyük Karga takımyıldızı, bugüne kadar gezegeni ziyaret eden çeşitli uzay misyonları ve teleskoplarla düzenli olarak gözlemlendi.

GRS’nin gelişiminin analizi

Çalışmada yazarlar ilk olarak büyüklüğünün zaman içindeki gelişimini, yapısını ve her iki atmosferik oluşumun (eski PS ve GRS) hareketlerini analiz ettiler; Bunu yapmak için teleskobun icadından kısa bir süre sonra, 17. yüzyılın ortalarına kadar uzanan tarihi kaynaklardan yararlandılar.

“Boyut ve hareket ölçümlerinden, mevcut kırmızı noktanın J. D. Cassini tarafından gözlemlenen PS noktası olma ihtimalinin son derece düşük olduğu sonucuna vardık. PS noktasının muhtemelen 18. yüzyılın ortaları ile 19. yüzyıllar arasında ortadan kaybolduğunu söyleyebiliriz. Bu araştırmaya liderlik eden UPV/EHU fizik profesörü Agustín Sánchez La Vega, Alhambra noktasının ömrünün şu anda en az 190 yaşında olduğunu açıkladı. 1879’da en uzun ekseni 39.000 km olan Kırmızı Nokta, bugün yaklaşık 14.000 km’ye kadar küçülüyor ve aynı zamanda daha yuvarlak hale geliyor.

Son sonuçlar ve simülasyon çalışmaları

Üstelik 1970’lerden bu yana pek çok uzay misyonu bu atmosferik olayı yakından inceledi. Yakın zamanda Sánchez La Vega şöyle açıkladı: “Jüpiter etrafındaki yörüngede bulunan Juno misyonundaki çeşitli cihazlar, Dünya’nın atmosferinin yatay boyutlarıyla (dikey olarak yaklaşık 500 kilometre) karşılaştırıldığında sığ ve ince olduğunu gösterdi.”

Bu devasa girdabın nasıl oluştuğunu bulmak için UPV/EHU ve UPC ekipleri, İspanyol Süper Bilgisayar Ağı’nın (RES) bir parçası olan BSC’nin MareNostrum IV’ü gibi İspanyol süper bilgisayarları üzerinde, ince girdapların davranışına ilişkin iki tamamlayıcı modeli kullanarak sayısal simülasyonlar yürüttüler. Jüpiter’in atmosferi. Dev gezegene, enlemler boyunca akan ve enlem ile yönleri değişen güçlü rüzgar akımları hakimdir. GRS’nin kuzeyinde rüzgar batı yönünde 180 km/saat hızla esiyor, güneyde ise ters yönde, doğu yönünde 150 km/saat hızla esiyor. Bu, girdabın içinde büyümesini sağlayan önemli bir unsur olan rüzgar hızında büyük bir kuzey-güney kayması yaratır.

Araştırmada, GRS’nin oluşumunu açıklamak için ikiz gezegenlerde nadiren gözlemlenenlere benzer dev bir süper fırtınanın patlaması da dahil olmak üzere bir dizi mekanizma araştırıldı. SatürnVeya rüzgarın kesilmesiyle üretilen birden fazla küçük girdabın birleşmesi. Sonuçlar, her iki durumda da bir antisiklon oluşmasına rağmen, şekli ve dinamik özellikleri açısından günümüz GRS’sindekilerden farklı olduğunu göstermektedir. Sánchez La Vega, “Ayrıca, bu olağandışı olaylardan biri meydana geldiyse, gökbilimcilerin bunu veya bunun atmosferdeki sonuçlarını gözlemlemiş ve o dönemde bildirmiş olmaları gerektiğine inanıyoruz” dedi.

Sayısal simülasyon ve gelecekteki araştırmalar

Üçüncü bir sayısal deney setinde araştırma ekibi, bu kırmızı noktanın rüzgardaki bilinen bir istikrarsızlıktan nasıl kaynaklandığını araştırdı; bunun, onu saran ve hapseden dikdörtgen bir hücre üretme kapasitesine sahip olduğu düşünülüyor. Bu hücre, yeni oluşan bir kırmızı makula görevi görecek ve daha sonra büzülmesi, 19. yüzyılın sonlarında gözlemlenen, hızla dönen kompakt kırmızı makulanın ortaya çıkmasına neden olacaktır. Büyük dikdörtgen hücrelerin oluşumu, Jüpiter’deki diğer büyük girdapların oluşumunda zaten gözlemlenmiştir.

Araştırmacı Enrique Garcia Melendo, “Simülasyonlarımızda süper bilgisayarlar, uzun hücrelerin Jüpiter’in rüzgarlarının hızıyla GRS çevresinde yörüngede döndüklerinde stabil olduğunu keşfetmemizi sağladı; bu kararsızlık nedeniyle oluştuklarında bekleneceği gibi” dedi. Pittsburgh Üniversitesi Fizik Bölümü. Biri UPV/EHU’da, diğeri Pittsburgh Üniversitesi’nde olmak üzere iki farklı sayısal model kullanan araştırmacılar, birincil GRS’nin dönüş hızının ortam rüzgar hızından düşük olması durumunda birincil GRS’nin parçalanacağı ve bunun sonucunda da birincil GRS’nin parçalanacağı sonucuna vardı. istikrarlı bir girdap oluşumu imkansızdır. Çok yüksekse, başlangıçtaki GRS’nin özellikleri mevcut GRS’nin özelliklerinden farklı olur.

Gelecekteki araştırmalar, zaman içindeki sürdürülebilirliğinin altında yatan fiziksel mekanizmaları keşfetmek için Güneş’in atmosferinin zaman içindeki daralmasını yeniden üretmeyi amaçlayacaktır. Aynı zamanda, Cassini’nin heliosferinde olduğu gibi, heliosferin bir boyut sınırına ulaştığında parçalanıp yok olup olmayacağını ya da daha uzun yıllar devam edebilecek bir boyut sınırında sabitlenip sabitlenmeyeceğini tahmin etmeye çalışacak.

Referans: “Jüpiter’in Büyük Kırmızı Noktasının Kökeni”, Agustín Sánchez-La Vega, Enrique Garcia-Melendo, John Lejareta, Arnau Miro, Manel Soria ve Kevin Ahrens-Velasquez, 16 Haziran 2024, Jeofizik Araştırma Mektupları.
DOI: 10.1029/2024GL108993