Самый большой шторм в Солнечной системе может быть не таким старым, как мы думали

Большое красное пятно Юпитера (GRS) — одна из определяющих особенностей Солнечной системы. Это мощный шторм, который астрономы наблюдают с 1600-х годов.

Однако дата его образования и продолжительность существования являются предметом споров. Наблюдали ли мы все это время одно и то же явление?

GRS — это гигантский антициклонический шторм (вращающийся против часовой стрелки), размером больше Земли. Скорость ветра превышает 400 км/ч (250 миль в час). Это символ, который люди наблюдают по крайней мере с 1800-х годов, а возможно, и раньше. Ее история, как и то, как она сформировалась, остается загадкой.

Его самые ранние наблюдения, возможно, были сделаны в 1632 году, когда немецкий Эбботт использовал свой телескоп, чтобы посмотреть на Юпитер. 32 года спустя другой наблюдатель сообщил, что видел движение GRS с востока на запад. Затем, в 1665 году, Джованни Кассини исследовал Юпитер в телескоп и отметил наличие шторма на той же широте, что и GRS. Кассини и другие астрономы наблюдали его непрерывно до 1713 года и назвали его Постоянным пятном.

К сожалению, астрономы потеряли это место из виду. Никто не видел GRS в течение 118 лет, пока астроном С. Швабе не заметил четкую структуру, примерно овальной формы и находящуюся на той же широте, что и GRS.

Некоторые считают это наблюдение первым наблюдением текущей GRS и что шторм снова сформировался на той же широте. Но детали исчезают по мере того, как мы смотрим в прошлое. Есть также вопросы о более раннем шторме и его связи с нынешним GRS.

Новое исследование в Geophysical Research Letters объединило исторические записи с компьютерным моделированием GRS, чтобы попытаться понять это. химерическое метеорологическое явление. Его название — «Происхождение Большого красного пятна Юпитера», а ведущий автор — Агустин Санчес-Лавега. Санчес-Лавега — профессор физики Университета Страны Басков в Бильбао, Испания. Он также возглавляет группу планетарных наук и кафедру прикладной физики в университете.

«Большое красное пятно Юпитера (GRS) – самый большой и самый долгоживущий известный вихрь среди всех планет Солнечной системы, но его время жизни обсуждается, а механизм его формирования остается скрытым», — пишут авторы в своей статье.

«Из измерений размеров и движений мы пришли к выводу, что крайне маловероятно, что нынешняя GRS была ПС, наблюдаемой Дж. Д. Кассини, вероятно, исчез где-то между серединой 18-го и 19-го веков, и в этом случае мы можем сказать, что продолжительность существования Красного Пятна сейчас превышает как минимум 190 лет», — сказал ведущий автор Санчес-Лавега.

В 1879 году длина GRS составляла 39 000 км, а с тех пор ее длина сократилась до 14 000 км. Он также стал более разносторонним.

Исторические данные ценны, но сейчас в нашем распоряжении есть другие инструменты. Космические телескопы и космические корабли изучили GRS способами, которые были невообразимы для Кассини и других. «Вояджер-1» НАСА сделал наше первое детальное изображение GRS в 1979 году, когда он находился на расстоянии немногим более 9 000 000 км от Юпитера.

После получения изображения «Вояджера» космические корабли «Галилео» и «Юнона» сфотографировали GRS. Юнона, в частности, предоставила нам более подробные изображения и данные о Юпитере и GRS. Он сделал снимки планеты с высоты всего 8000 км над поверхностью. Юнона делает необработанные изображения планеты с помощью Junocam, и НАСА приглашает всех обработать изображения, в результате чего получаются искусные изображения GRS, подобные приведенному ниже.

Юнона также измерила глубину GRS, что-то предыдущее. усилий достичь не удалось.

Недавно «различные инструменты на борту миссии «Юнона» на орбите Юпитера показали, что GRS мелкая и тонкая по сравнению с ее горизонтальным размером, поскольку по вертикали она составляет около 500 км. долго», — объяснил Санчес-Лавега.

Атмосфера Юпитера содержит ветры, дующие в противоположных направлениях на разных широтах. К северу от ГРС ветры дуют западного направления и достигают скорости 180 км/ч. К югу от ГРС ветры дуют в противоположном направлении со скоростью 150 км/ч. Эти ветры создают мощный сдвиг ветра, который способствует возникновению вихрей.

В своих суперкомпьютерных симуляциях исследователи изучили различные силы, которые могут вызвать GRS в этих обстоятельствах. Они рассмотрели извержение гигантской супербури, похожей на ту, что случается, хотя и редко, на Сатурне.

Они также исследовали явление более мелких вихрей, создаваемых сдвигом ветра, которые сливались вместе, образуя GRS. Оба из них вызвали антициклонические штормы, но их формы и другие свойства не соответствовали нынешней GRS.

«Из этих симуляций мы делаем вывод, что механизмы супершторма и слияний, хотя они и порождают одиночный антициклон вряд ли сформировал GRS», — пишут исследователи в своей статье.

Авторы также отмечают, что если бы что-то из этого произошло, мы бы их увидели.

>

«Мы также думаем, что если бы одно из этих необычных явлений произошло, то оно или его последствия в атмосфере должны были наблюдаться и сообщаться астрономами того времени», — сказал Санчес-Лавега.

>Однако другие модели оказались более точными в воспроизведении GRS. Известно, что ветры Юпитера обладают нестабильностью, называемой Южным тропическим возмущением (STrD). Когда исследователи выполнили суперкомпьютерное моделирование STrD, они создали антициклонический шторм, очень похожий на GRS. STrD уловил различные ветры в регионе и заключил их в удлиненную оболочку, такую ​​как GRS.

«Поэтому мы предлагаем что GRS сформировался из длинной ячейки, возникшей в результате STrD, которая по мере сжатия приобрела когерентность и компактность», — пишут авторы.

Моделирование показывает, что со временем GRS будет вращаться быстрее, поскольку она сжимается, и станет более когерентной и компактной, пока вытянутая ячейка не начнет более напоминать текущий ГРС. Поскольку сейчас GRS выглядит именно так, исследователи остановились на этом объяснении.

Этот процесс, вероятно, начался в середине 1800-х годов, когда GRS была намного больше, чем сейчас. Это приводит к выводу, что GRS всего около 150 лет.

Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите оригинал статьи.