Jüpiter‘nin Büyük Kırmızı Lekesi en az 190 yıldır var olan dev bir girdaptır. Son çalışmalar, daha önce gözlemlenen bir noktadan farklı olduğunu öne sürüyor ve simülasyonlar Jüpiter’in rüzgarlarının onu nasıl şekillendirmiş olabileceğini araştırıyor. GRS küçülüyor ve gelecekteki araştırmalar sürdürülebilirliğine ve gelecekteki olası parçalanmasına odaklanacak.
Jüpiter’in Büyük Kırmızı Lekesi (GRS), Güneş Sistemi’ndeki en ikonik özelliklerden biri olarak öne çıkıyor. Şu anda Dünya’nın çapına eşit bir çapa sahip olan bu devasa atmosferik yapı, Jüpiter’in soluk bulut tepeleriyle keskin bir tezat oluşturan çarpıcı kırmızımsı tonu nedeniyle kolayca tanınabilir. Küçük teleskoplar bile belirgin görünümünü yakalayabilir. GRS, dış kenarları boyunca 450 km/s hıza ulaşan rüzgarlara sahip devasa bir antisiklonik girdaptır. Güneş Sistemimizdeki herhangi bir gezegenin atmosferlerindeki en büyük ve en uzun ömürlü girdap unvanını elinde tutuyor. Ancak, GRS’nin kesin yaşı hala tartışılıyor ve oluşumunun ardındaki süreçler bir gizem olarak kalıyor.
GRS’nin kökenine ilişkin spekülasyonlar, gökbilimci Giovanni Domenico tarafından yapılan ilk teleskopik gözlemlere kadar uzanıyor Cassini1665 yılında GRS ile aynı enlemde koyu renkli bir oval keşfeden ve buna ‘Kalıcı Leke’ (PS) adını veren ve bu noktayı 1713 yılına kadar kendisi ve diğer gökbilimciler tarafından gözlemleyen kişidir.
Daha sonra 118 yıl boyunca izi kayboldu ve S. Schwabe’nin GRS ile aynı enlemde ve kabaca oval şekilli net bir yapıyı tekrar gözlemlemesi 1831 ve sonraki yıllara kadar sürdü; bu, mevcut GRS’nin, belki de yeni bir GRS’nin ilk gözlemi olarak kabul edilebilir. O zamandan beri, GRS teleskoplar ve günümüze kadar gezegeni ziyaret eden çeşitli uzay görevleri aracılığıyla düzenli olarak gözlemlendi.
GRS’nin Evriminin Analizi
Çalışmada, yazarlar öncelikle onun zaman içindeki boyutunun, yapısının ve eski PS ve GRS olmak üzere iki meteorolojik oluşumun hareketlerinin nasıl değiştiğini analiz ettiler; bunu yapmak için teleskobun icadından kısa bir süre sonra, 17. yüzyılın ortalarına kadar uzanan tarihi kaynaklardan yararlandılar.
“Boyut ve hareket ölçümlerinden, mevcut GRS’nin GD Cassini tarafından gözlemlenen PS olma ihtimalinin çok düşük olduğu sonucuna vardık. PS muhtemelen 18. yüzyılın ortaları ile 19. yüzyılın ortaları arasında bir zamanda ortadan kayboldu, bu durumda Kırmızı Leke’nin ömrünün artık en azından 190 yılı aştığını söyleyebiliriz,” diye açıkladı UPV/EHU’da fizik profesörü ve bu araştırmaya öncülük eden Agustín Sánchez-Lavega. 1879’da en uzun ekseninde 39.000 km büyüklüğünde olan Kırmızı Leke, günümüzde yaklaşık 14.000 km’ye küçülüyor ve aynı zamanda daha yuvarlak hale geliyor.
Son Bulgular ve Simülasyon Çalışmaları
Dahası, 1970’lerden beri birkaç uzay görevi bu meteorolojik olguyu yakından inceledi. Son zamanlarda, “Jüpiter yörüngesindeki Juno görevindeki çeşitli aletler, GRS’nin yatay boyutuna kıyasla sığ ve ince olduğunu gösterdi, çünkü dikey olarak yaklaşık 500 km uzunluğunda,” diye açıkladı Sánchez-Lavega.
Bu muazzam girdabın nasıl oluşmuş olabileceğini bulmak için UPV/EHU ve UPC ekipleri, İspanyol Süper Bilgisayar Ağı’nın (RES) bir parçası olan BSC’nin MareNostrum IV gibi İspanyol süper bilgisayarlarında, Jüpiter’in atmosferindeki ince girdapların davranışının iki tür tamamlayıcı modelini kullanarak sayısal simülasyonlar gerçekleştirdi. Dev gezegende baskın olan, enlemle yön değiştirerek paraleller boyunca akan yoğun rüzgar akımlarıdır. GRS’nin kuzeyinde, rüzgarlar 180 km/saat hızla batı yönünde eserken, güneyde, 150 km/saat hızla doğu yönünde zıt yönde eser. Bu, girdabın içinde büyümesini sağlayan temel bir bileşen olan rüzgar hızında büyük bir kuzey-güney kayması oluşturur.
Araştırmada, ikiz gezegende nadiren gözlemlenenlere benzer devasa bir süper fırtınanın patlaması da dahil olmak üzere GRS’nin oluşumunu açıklamak için bir dizi mekanizma araştırıldı Satürnveya rüzgar kayması tarafından üretilen birden fazla küçük girdabın birleşmesi. Sonuçlar, her iki durumda da bir antisiklon oluşmasına rağmen, şekil ve dinamik özellikler açısından mevcut GRS’den farklı olduğunu gösteriyor. “Ayrıca, bu alışılmadık olaylardan biri meydana gelmiş olsaydı, bunun veya atmosferdeki sonuçlarının o dönemde gökbilimciler tarafından gözlemlenmiş ve raporlanmış olması gerektiğini düşünüyoruz,” dedi Sánchez-Lavega.
Sayısal Simülasyonlar ve Gelecekteki Araştırmalar
Üçüncü bir sayısal deney setinde, araştırma ekibi, rüzgarlardaki bilinen bir dengesizlikten, onları çevreleyen ve hapseden uzun bir hücre üretebileceği düşünülen GRS’nin oluşumunu araştırdı. Böyle bir hücre, daha sonraki küçülmesi 19. yüzyılın sonlarında gözlemlenen kompakt ve hızla dönen GRS’ye yol açacak olan yeni bir Kırmızı Nokta olan proto-GRS olurdu. Büyük uzun hücrelerin oluşumu, Jüpiter’deki diğer büyük girdapların oluşumunda zaten gözlemlenmiştir.
“Süper bilgisayarlar simülasyonlarımızda, uzun hücrelerin Jüpiter’in rüzgarlarının hızında GRS’nin çevresi etrafında döndüklerinde, bu kararsızlık nedeniyle oluştuklarında beklendiği gibi kararlı olduklarını keşfetmemizi sağladı,” diyor UPC Fizik Bölümü araştırmacısı Enrique García-Melendo. UPV/EHU’da ve UPC’de olmak üzere iki farklı sayısal model türü kullanan araştırmacılar, proto-GRS’nin dönüş hızı çevredeki rüzgarların hızından düşükse, proto-GRS’nin parçalanacağı ve kararlı bir girdap oluşumunun imkansız hale geleceği sonucuna vardılar. Ve eğer çok yüksekse, proto-GRS’nin özellikleri mevcut GRS’nin özelliklerinden farklıdır.
Gelecekteki araştırmalar, GRS’nin zaman içindeki büzülmesini yeniden üretmeyi ve böylece zaman içindeki sürdürülebilirliğinin altında yatan fiziksel mekanizmaları daha ayrıntılı olarak bulmayı hedefleyecektir. Aynı zamanda, GRS’nin Cassini’nin PS’sinde olduğu gibi bir boyut sınırına ulaştığında parçalanıp yok olup olmayacağını veya daha uzun yıllar dayanabileceği bir boyut sınırında sabitlenip sabitlenmeyeceğini tahmin etmeye çalışacaktır.
Referans: “Jüpiter’in Büyük Kırmızı Noktasının Kökeni”, Agustín Sánchez-Lavega, Enrique García-Melendo, Jon Legarreta, Arnau Miró, Manel Soria ve Kevin Ahrens-Velásquez, 16 Haziran 2024, Jeofizik Araştırma Mektupları.
DOI: 10.1029/2024GL108993