Astronomen denken dat ze hebben ontdekt hoe en wanneer de rode vlek van Jupiter is ontstaan

Universum Jupiter Het is vooral beroemd vanwege de zogenaamde Grote Rode Vlek, een draaikolk in de atmosfeer van de gasreus die al sinds 1831 bestaat. Maar hoe het werd gevormd en hoe oud het is, is nog steeds een kwestie van discussie. Astronomen van de zeventiende eeuw, incl Giovanni CassiniZe rapporteerden ook een soortgelijke plaats in hun waarnemingen van Jupiter die ze de ‘permanente plek’ noemden. Dit bracht wetenschappers ertoe zich af te vragen of de door Cassini waargenomen plek dezelfde plek was die we vandaag de dag zien. Op deze vraag hebben we nu een antwoord: de vlekken zijn niet hetzelfde, aldus A Nieuw papier Gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters.

“Uit metingen van afmetingen en bewegingen concluderen we dat het onwaarschijnlijk is dat de huidige Grote Rode Vlek de ‘permanente vlek’ is die Cassini heeft waargenomen.” zei co-auteur Agustín Sanchez LaVega Universiteit van Baskenland in Bilbao, Spanje. “Het is mogelijk dat de ‘permanente vlek’ ergens tussen het midden van de 18e en 19e eeuw verdween, in welk geval we nu kunnen zeggen dat de levensduur van de rode vlek meer dan 190 jaar bedraagt.”

Jupiter was bekend bij Babylonische astronomen in de 7e en 8e eeuw voor Christus, maar ook bij oude Chinese astronomen; De waarnemingen van laatstgenoemde zouden leiden tot de geboorte van de Chinese dierenriem in de 4e eeuw voor Christus, met een cyclus van twaalf jaar gebaseerd op de baan van de gasreus rond de zon. In 1610 observeerde Galileo Galilei, met behulp van de komst van telescopen, de vier grootste manen van Jupiter, waardoor het Copernicaanse model van heliocentrisme in het zonnestelsel werd versterkt.

Robert Hooke heeft de Permanente Vlek mogelijk al in 1664 waargenomen, en Cassini volgde een jaar later met nog een aantal waarnemingen tot 1708. Daarna verdween hij uit het astronomische record. Een apotheker genaamd Heinrich Schwabe maakte de eerste bekende tekening van de rode vlek in 1831, en in 1878 was deze opnieuw prominent aanwezig in observaties van Jupiter, en vervaagde vervolgens weer in 1883 en aan het begin van de 20e eeuw.

Misschien is de plaats niet hetzelfde.

Maar was dit dezelfde permanente plek die Cassini waarnam? Sánchez La Vega en zijn collega’s probeerden deze vraag te beantwoorden door historische bronnen te doorzoeken – waaronder Cassini’s waarnemingen en tekeningen uit de 17e eeuw – en recentere astronomische waarnemingen en de resultaten te meten. Ze hebben jaar na jaar de volumes, ellipticiteit, oppervlakte en bewegingen van zowel de permanente macula als de Grote Rode Vlek gemeten vanaf de vroegste waarnemingen uit de 21e eeuw.

Het team voerde ook verschillende numerieke computersimulaties uit om verschillende modellen van vortexgedrag in de atmosfeer van Jupiter te testen, die waarschijnlijk ten grondslag liggen aan de Grote Rode Vlek. Het is eigenlijk een enorme, aanhoudende anticyclonische storm. In één model dat de auteurs hebben getest, ontstaat de vlek in de nasleep van een enorme superstorm. Als alternatief kunnen verschillende kleinere wervels, gegenereerd door windschering, zijn samengevoegd, of kan er een instabiliteit in de windstromen van de planeet zijn geweest die aanleiding gaf tot een langwerpige, vlekvormige luchtcel.

Sánchez-Lavega et al. Hij concludeerde dat de huidige Rode Vlek misschien niet dezelfde is als die waargenomen door Cassini en anderen in de 17e eeuw. Ze beweren dat de permanente plek aan het begin van de 18e eeuw vervaagde en dat er in de 19e eeuw een nieuwe plek ontstond – de plek die we vandaag de dag waarnemen, waardoor deze meer dan 190 jaar oud is.

Maar misschien is dat wel zo?

Anderen zijn nog steeds niet overtuigd van deze conclusie, zoals astronoom Scott Bolton van het Southwest Research Institute in Texas. “Wat ik denk dat we kunnen zien, is niet dat de storm weggaat en dat er dan op ongeveer dezelfde plek een nieuwe storm opduikt,” Dat vertelde hij aan het tijdschrift New Scientist. “Het zou te veel toeval zijn als de storm op precies dezelfde breedtegraad zou plaatsvinden, of zelfs op een vergelijkbare breedtegraad. Het is mogelijk dat wat we echt bekijken de evolutie van de storm is.”

Numerieke simulaties sloten het model van samensmeltende wervels voor vlekvorming uit; Dit komt waarschijnlijk door windstromen die een langgerekte atmosfeer produceren. Bovendien was de Rode Vlek in 1879 ongeveer 39.000 km lang op zijn langste as, en nu is hij ongeveer 14.000 km lang. Dus in de daaropvolgende decennia kromp de vlek en werd hij ronder. Uit de laatste waarnemingen van de Juno-missie bleek ook dat de plek dun en ondiep is.

De vraag waarom de grote rode vlek kleiner wordt, blijft een punt van discussie. Het team plant verdere simulaties gericht op het reproduceren van de samentrekkende dynamiek en het voorspellen of de plek zich op een bepaalde grootte zal stabiliseren en stabiel zal blijven of uiteindelijk zal verdwijnen zoals Cassini’s permanente plek deed.

Geofysische onderzoeksbrieven, 2024. DOI: 10.1029/2024GL108993 (Over digitale ID’s).