La Grande Macchia Rossa di Giove (GRS) è una delle caratteristiche distintive del Sistema Solare. È una tempesta enorme che gli astronomi hanno osservato dal 1600. Tuttavia, la sua data di formazione e la sua longevità sono oggetto di dibattito. Abbiamo assistito allo stesso fenomeno per tutto questo tempo?
Quando si è formata la grande macchia rossa di Giove?
La Grande Macchia Rossa di Giove è una gigantesca tempesta anticiclonica (che ruota in senso antiorario) più grande della Terra. La sua velocità del vento supera i 400 km / h. È un’icona che gli esseri umani osservano almeno dal 1800, forse prima. La sua storia, insieme a come si è formata, è un mistero.
Le sue prime osservazioni potrebbero essere avvenute nel 1632, quando un abate tedesco ha usato il suo telescopio per osservare Giove. 32 anni dopo, un altro osservatore ha riferito di aver visto la GRS spostarsi da est a ovest. Poi, nel 1665, Giovanni Cassini ha esaminato Giove con un telescopio e ha notato la presenza di una tempesta alla stessa latitudine della GRS. Cassini e altri astronomi l’hanno studiata ininterrottamente fino al 1713 e l’hanno battezzata Macchia Permanente.
Nuove osservazioni
Sfortunatamente, gli astronomi hanno perso le tracce della macchia. Nessuno ha più visto la Grande Macchia Rossa di Giove per 118 anni finché l’astronomo S. Schwabe non ha individuato una struttura chiara, approssimativamente ovale e alla stessa latitudine del GRS.
Alcuni pensano che quella osservazione sia la prima osservazione dell’attuale grande macchia rossa di Giove e che la tempesta si sia formata di nuovo alla stessa latitudine, ma i dettagli svaniscono man mano che guardiamo indietro nel tempo. Ci sono anche domande sulla tempesta precedente e sulla sua relazione con l’attuale GRS.
Una nuova ricerca pubblicata su Geophysical Research Letters ha combinato documenti storici con simulazioni al computer della Grande Macchia Rossa di Giove per cercare di comprendere questo fenomeno meteorologico chimerico.
Il titolo è “ L’origine della grande macchia rossa di Giove ” e l’autore principale è Agustín Sánchez-Lavega. Sánchez-Lavega è Professore di fisica presso l’Università dei Paesi Baschi a Bilbao, in Spagna. È anche a capo del Gruppo di Scienze Planetarie e del Dipartimento di Fisica Applicata dell’Università.
“La Grande Macchia Rossa (GRS) di Giove è il vortice più grande e longevo conosciuto tra tutti i pianeti del sistema solare, ma la sua durata è dibattuta e il suo meccanismo di formazione rimane nascosto“, scrivono gli autori nel loro articolo.
I ricercatori sono partiti da fonti storiche risalenti alla metà del 1600, subito dopo l’invenzione del telescopio. Hanno analizzato le dimensioni, la struttura e il movimento sia del PS che della grande macchia rossa di Giove Ma non è un compito semplice: “L’aspetto della GRS e della sua cavità nel corso della storia delle osservazioni di Giove è stato molto variabile a causa dei cambiamenti di dimensioni, albedo e contrasto con le nuvole circostanti”.
“Dalle misurazioni delle dimensioni e degli spostamenti abbiamo dedotto che è altamente improbabile che l’attuale GRS fosse il PS osservato da GD Cassini. La PS probabilmente è scomparsa tra la metà del XVIII e il XIX secolo, nel qual caso possiamo dire che la longevità della Macchia Rossa ora supera almeno i 190 anni”, ha affermato l’autore principale Sánchez-Lavega. Nel 1879 la GRS era lunga 39.000 km e da allora si è ridotta a 14.000 km. È anche diventata più arrotondata.
La documentazione storica è preziosa, ma ora abbiamo diversi strumenti a nostra disposizione. Telescopi spaziali e veicoli spaziali hanno studiato la GRS in modi che sarebbero stati inimmaginabili per Cassini e altri. La Voyager 1 della NASA ha catturato la nostra prima immagine dettagliata della grande macchia rossa di Giove nel 1979, quando era a poco più di 9.000.000 di km da Giove.
Dopo l’immagine della Voyager, sia la sonda Galileo che la sonda Juno hanno ripreso l’immagine del GRS. Giunone, in particolare, ci ha fornito immagini e dati più dettagliati su Giove e la GRS. Ha catturato immagini del pianeta da soli 8.000 km sopra la superficie.Juno ha scattato immagini grezze del pianeta con la sua Junocam e la NASA ha invitato chiunque a elaborare le immagini.
Juno ha anche misurato la profondità del GRS, qualcosa che gli studi precedenti non erano riusciti a ottenere. Recentemente: “Vari strumenti a bordo della missione Juno in orbita attorno a Giove hanno dimostrato che la GRS è poco profonda e sottile rispetto alla sua dimensione orizzontale, poiché verticalmente è lunga circa 500 km”, ha spiegato Sánchez-Lavega.
L’atmosfera di Giove contiene venti che corrono in direzioni opposte a diverse latitudini. A nord della GRS i venti soffiano in direzione ovest e raggiungono velocità di 180 km/h. A sud della grande macchia rossa di Giove i venti soffiano in direzione opposta con una velocità di 150 km/h. Questi venti generano un potente wind shear che favorisce il vortice.
Nelle loro simulazioni al supercomputer, i ricercatori hanno esaminato diverse forze che potrebbero produrre la GRS in queste circostanze. Consideravano l’eruzione di una gigantesca supertempesta simile a quella che accade, anche se raramente, su Saturno. Hanno anche esaminato il fenomeno dei vortici più piccoli creati dal wind shear che si sono fusi insieme per formare la GRS. Entrambi hanno prodotto tempeste anticicloniche, ma la loro forma e altre proprietà non corrispondevano all’attuale GRS.
“Da queste simulazioni, concludiamo che i meccanismi della super-tempesta e delle fusioni, sebbene generino un singolo anticiclone, difficilmente hanno formato la GRS“, scrivono i ricercatori nel loro articolo.
Gli autori sottolineano inoltre che se uno di questi eventi fosse accaduto, avremmo dovuto vederli. “Pensiamo anche che se uno di questi fenomeni insoliti si fosse verificato, esso o le sue conseguenze nell’atmosfera avrebbero dovuto essere state osservate e riportate dagli astronomi in quel momento“, ha detto Sánchez-Lavega.
Conclusioni
Altre simulazioni si sono rivelate più accurate nel riprodurre la GRS. È noto che i venti di Giove presentano instabilità chiamate South Tropical Disturbance (STrD). Quando i ricercatori hanno eseguito simulazioni al supercomputer della STrD, hanno creato una tempesta anticiclonica molto simile alla GRS. L’STrD ha catturato i diversi venti della regione e li ha intrappolati in un guscio allungato come il GRS: “Proponiamo quindi che la grande macchia rossa di Giove si sia generata da una lunga cellula risultante dall’STrD, che ha acquisito coerenza e compattezza man mano che si restringeva”.
Le simulazioni mostrano che nel tempo, il GRS ruotava più rapidamente mentre si restringeva e diventava più coerente e compatto fino a quando la cella allungata somigliava più da vicino all’attuale GRS. Dato che questo è l’aspetto attuale del GRS, i ricercatori hanno optato per questa spiegazione.
Questo processo probabilmente ha avuto inizio a metà del 1800, quando il GRS era molto più grande di quanto lo sia oggi. Ciò porta alla conclusione che la grande macchia rossa di Giove ha solo circa 150 anni.
