Bask Ülkesi Üniversitesi (UPV/EHU), Katalonya Politeknik Üniversitesi BarcelonaTech (UPC) ve Barselona Süper Bilgisayar Merkezi’nden (CNS-BSC) araştırmacılar, Jüpiter’in Büyük Kırmızı Noktası hakkında kapsamlı bir çalışma gerçekleştirdiler. 17. yüzyıla kadar uzanan tarihsel gözlemleri analiz ettiler ve bu eşsiz atmosfer oluşumunun süresini ve doğasını açıklamak için sayısal modeller geliştirdiler.
Jüpiter’in Büyük Kırmızı Noktası (GRS), Güneş Sistemindeki en ünlü ve tanınabilir atmosferik yapılardan biridir. Çarpıcı boyutu (GRS şu anda Dünya ile aynı çaptadır) ve gezegenin soluk bulutları üzerindeki kırmızımsı rengi, küçük teleskoplarla bile kolayca görülebilmesini sağlamaktadır.
GRS, çevresi boyunca rüzgarların saatte 450 km’ye varan hızlarda estiği dev bir antisiklonik girdaptır. Bu, güneş sistemindeki gezegenlerin atmosferlerinde bulunan en büyük ve en eski girdaptır. Ancak yaşı hala bir tartışma konusu olmaya devam ediyor ve oluşumuna yol açan mekanizma hala tam olarak belli değil.
GRS’nin kökeni hakkındaki spekülasyonların kökleri, gökbilimci Giovanni Domenico Cassini’nin 1665 yılında yaptığı ilk teleskopik gözlemlere kadar uzanıyor. Daha sonra Cassini, modern GRS ile aynı enlemde koyu oval bir nesne keşfetti ve bu oluşumun kendisi ve diğer gökbilimciler tarafından 1713 yılına kadar gözlemlendiği için buna “Kalıcı Nokta” (PS) adını verdi.
Daha sonra gökbilimciler 118 yıl boyunca, yani 1831’e kadar PS’nin izini kaybettiler ve sonraki yıllarda S. Schwabe, GRS ile enlemde çakışan net bir oval yapıyı yeniden kaydetti. Bu, muhtemelen oluşum aşamasında olan mevcut Büyük Kırmızı Noktanın ilk gözlemi olarak düşünülebilir. O zamandan bu yana GRS, yer tabanlı teleskoplar ve Jüpiter’i ziyaret eden çeşitli uzay misyonları tarafından sürekli olarak gözlemlendi.
Araştırmada yazarlar, hem Cassini tarafından gözlemlenen Kalıcı Noktanın hem de modern Büyük Kırmızı Noktanın boyutunun, yapısının ve hareketlerinin evrimini analiz ettiler. Bunu yapmak için teleskobun icadından kısa bir süre sonra, 17. yüzyılın ortalarına kadar uzanan tarihi kaynaklardan yararlandılar.
“Boyut ve hareket özelliklerine ilişkin ölçümlerimiz, mevcut Büyük Kırmızı Noktanın Cassini tarafından gözlemlenen Kalıcı Nokta ile aynı olma ihtimalinin düşük olduğunu güçlü bir şekilde ortaya koyuyor. Büyük olasılıkla Kalıcı Nokta, 18. yüzyılın ortaları ile 19. yüzyılın ortaları arasında ortadan kayboldu; bu durumda modern Kırmızı Nokta en az 190 yıldır ortalıkta dolaşıyor,” diye açıkladı bu çalışmayı yöneten UPV/EHU fizik profesörü Agustin Sánchez-Lavega. .
İlginçtir ki, 1879 yılında uzun ekseni boyunca yaklaşık 39.000 kilometre olan Kırmızı Leke’nin boyutu, zamanla daha yuvarlak hale gelirken yaklaşık 14.000 kilometreye kadar azalmıştır.
Ek olarak, Jüpiter’deki bu eşsiz meteorolojik olay, 1970’lerden bu yana birçok uzay misyonu tarafından kapsamlı bir şekilde incelenmiştir.
Son zamanlarda, Jüpiter’in yörüngesindeki Juno uzay görevindeki çeşitli cihazlar, Büyük Kırmızı Leke’nin yatay boyutlarına kıyasla nispeten sığ ve ince bir özellik olduğunu ortaya çıkardı. Agustin Sánchez-Lavega’nın açıkladığı gibi dikey uzunluğu yaklaşık 500 kilometredir.
Bu dev atmosferik girdabın nasıl oluşabileceğini anlamak için UPV/EHU ve UPC’den araştırma ekipleri, İspanyol Süper Bilgi İşlem Ağı’nın (RES) bir parçası olan Barselona Süper Bilgi İşlem Merkezi’ndeki (BSC) MareNostrum IV gibi süper bilgisayarlar üzerinde sayısal simülasyonlar gerçekleştirdi. Bilim insanları Jüpiter’in atmosferindeki ince girdapların davranışını incelemek için birbirini tamamlayan iki tür model kullandılar.
Bu gezegen, paraleller boyunca akan ve enlemle birlikte yönlerini değiştiren güçlü rüzgar akımlarının hakimiyetindedir. Büyük Kırmızı Leke’nin kuzeyinde rüzgarlar batıya doğru 180 km/saat, güneye ise doğuya 150 km/saat hızla esmektedir. Rüzgar hızının kuzeyden güneye doğru olan bu büyük değişimi, girdabın büyümesine izin veren önemli bir faktördür.
Çalışma, Büyük Kırmızı Leke’nin kökenini açıklayabilecek çeşitli mekanizmalara baktı; bunlar arasında, ikiz gezegen Satürn’de zaman zaman görülenlere benzer dev bir süper fırtınadan kaynaklanma olasılığı veya rüzgar kaymasının neden olduğu çok sayıda küçük girdabın birleşmesinden kaynaklanma olasılığı da vardı. Ancak sonuçlar, her iki durumda da antisiklonik bir girdap oluşabilmesine rağmen, şekil ve dinamik özelliklerinin hala modern Büyük Kırmızı Noktadan farklı olacağını gösterdi.
Sánchez-Lavega, “Ayrıca, bu olağandışı olaylardan biri meydana gelmiş olsaydı, o zamanki gökbilimcilerin bunu veya atmosferdeki etkilerini kesinlikle kaydedeceğine inanıyoruz” dedi.
Üçüncü bir sayısal deney serisinde araştırma ekibi, bilinen rüzgar dengesizliği nedeniyle Büyük Kırmızı Nokta’nın oluşma olasılığını inceledi; bunun, bu rüzgarları çevreleyen ve hapseden uzun bir bölge oluşturabildiğine inanılıyor. Böyle bir bölge, başlangıç aşamasındaki bir Kırmızı Noktayı temsil ediyor olabilir; bu noktanın daha sonra daralması, 19. yüzyılın sonlarında gözlemlenen kompakt ve hızla dönen Büyük Kırmızı Noktanın ortaya çıkmasına yol açacaktır. Jüpiter’deki diğer güçlü girdapların ortaya çıkışı sırasında büyük uzun bölgelerin oluşumu zaten gözlemlendi.
Çalışmanın ortak yazarlarından Enrique Garcia-Melendo, “Süper bilgisayar simülasyonlarımız, uzun hücrelerin, Büyük Kırmızı Nokta’nın çevresi etrafında Jüpiter’deki rüzgarlarla eşleşen hızlarda dönmeleri durumunda stabil olacağını gösterdi; bu kararsızlık nedeniyle oluşmuşlarsa beklendiği gibi” dedi. .
Araştırmacılar, iki farklı sayısal modelleme yaklaşımı kullanarak, Kırmızı Noktanın dönüş hızının çevredeki rüzgarlardan daha yavaş olması durumunda parçalanacağı ve istikrarlı bir girdabın oluşmasını imkansız hale getireceği sonucuna vardı. Ve eğer hız çok yüksekse, özellikleri Büyük Kırmızı Noktanın bugün gözlemlenen özelliklerinden farklı olacaktır.
Gelecekteki araştırmalar, Büyük Kırmızı Leke’nin uzun ömrünün altında yatan fiziksel mekanizmaları daha fazla aydınlatmak için zaman içinde küçülen boyutunu kopyalamaya çalışacak. Bilim insanları ayrıca Büyük Kırmızı Nokta’nın, Cassini’nin gözlemlediği Kalıcı Nokta’da olduğu gibi aşırı boyutuna ulaştığında parçalanıp yok olup olmayacağını veya belirli bir boyut sınırında sabitleşip birçok kişi için var olmaya devam edip etmeyeceğini tahmin etmeye çalışacaklar. Gelecek yıllar.