Ora la Grande Macchia Rossa di Giove ha un origine e un’età

Roma – Stabilita l’età e l’origine della Grande Macchia Rossa, GRS, di Giove. A farlo un gruppo di ricercatori dell’Università dei Paesi Baschi, UPV/EHU, dell’Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech, UPC, e del Barcelona Supercomputing Center. Nel loro lavoro, pubblicato sulla rivista Geophysical Research Letters dell’American Geophysical Union, gli scienziati hanno analizzato osservazioni storiche a partire dal diciassettesimo secolo e hanno sviluppato modelli numerici per spiegare la durata e la natura di questo spettacolare fenomeno meteorologico nell’atmosfera del pianeta gigante gassoso. Icona popolare tra gli oggetti del Sistema Solare, la Grande Macchia Rossa di Giove è probabilmente la struttura atmosferica più conosciuta. Le sue grandi dimensioni, con il suo diametro che attualmente è uguale a quello della Terra, e il contrasto del suo colore rossastro con le nubi chiare del pianeta ne fanno un oggetto facilmente visibile anche con piccoli telescopi. La Grande Macchia Rossa di Giove è un enorme vortice anticiclonico con venti che viaggiano a 450 km/h intorno alla sua periferia. È il vortice più grande e più longevo tra tutti quelli esistenti nelle atmosfere dei pianeti del Sistema solare, ma la sua età è da tempo oggetto di dibattito e il meccanismo che ha portato alla sua formazione rimane altrettanto oscuro. Le speculazioni sull’origine del GRS risalgono alle prime osservazioni telescopiche effettuate dall’astronomo Giovanni Domenico Cassini, che nel 1665 scoprì un ovale scuro alla stessa latitudine del GRS e lo chiamò “Macchia Permanente”, o “PS”, poiché fu osservato da lui e da altri astronomi fino al 1713. Successivamente se ne persero le tracce per centodiciotto anni e solo nel 1831 e negli anni successivi fu nuovamente visibile una struttura chiara, di forma approssimativamente ovale e alla stessa latitudine del GRS; questa può essere considerata la prima osservazione dell’attuale GRS, forse di un GRS nascente. Da allora, il GRS è stato osservato regolarmente per mezzo di telescopi e dalle varie missioni spaziali che hanno visitato il pianeta fino ai giorni nostri. Nello studio, gli autori hanno analizzato l’evoluzione delle sue dimensioni nel tempo, la sua struttura e i movimenti di entrambe le formazioni meteorologiche, l’ex PS e il GRS; per farlo, hanno utilizzato fonti storiche risalenti alla metà del diciassettesimo secolo, poco dopo l’invenzione del telescopio. “Dalle misure di dimensioni e movimenti abbiamo dedotto che è altamente improbabile che l’attuale GRS fosse il PS osservato da Cassini”, ha detto Agustín Sánchez-Lavega, professore di fisica presso l’UPV/EHU e responsabile della ricerca. “Probabilmente il PS è scomparso tra la metà del diciottesimo e diciannovesimo secolo, nel qual caso possiamo dire che la longevità della Macchia Rossa supera oggi almeno i 190 anni”, ha spiegato Sánchez-Lavega. La Macchia Rossa, che nel 1879 aveva una dimensione di 39.000 km sul suo asse maggiore, si è ridotta fino agli attuali 14.000 km, diventando contemporaneamente più tondeggiante. Inoltre, dagli anni ’70 diverse missioni spaziali hanno studiato da vicino questo fenomeno meteorologico. “Recentemente, vari strumenti a bordo della missione Juno in orbita intorno a Giove hanno dimostrato che il GRS è poco profondo e sottile rispetto alla sua dimensione orizzontale, mentre in verticale è lungo circa 500 km”, ha evidenziato Sánchez-Lavega. Per scoprire come potrebbe essersi formato questo immenso vortice, le squadre dell’UPV/EHU e dell’UPC hanno effettuato simulazioni numeriche su supercomputer spagnoli, come MareNostrum IV del BSC, parte della Rete di Supercalcolo Spagnola, RES, utilizzando due tipi di modelli complementari del comportamento dei vortici sottili nell’atmosfera di Giove. Sul pianeta gigante predominano intense correnti di vento che scorrono lungo i paralleli alternando la loro direzione con la latitudine. A nord del GRS, i venti soffiano in direzione ovest a una velocità di 180 km/h, mentre a sud soffiano nella direzione opposta, in direzione est, a una velocità di 150 km/h. Questo genera un enorme corrente, che va da nord a sud, che influisce sulla velocità del vento, che è un ingrediente fondamentale per la crescita del vortice al suo interno. Nella ricerca sono stati esplorati diversi meccanismi per spiegare la genesi del GRS, tra cui l’eruzione di una gigantesca supertempesta, simile a quelle raramente osservate sul pianeta gemello Saturno, o la fusione di più vortici più piccoli prodotti dal wind shear. I risultati indicano che, sebbene in entrambi i casi si formi un anticiclone, esso differisce in termini di forma e proprietà dinamiche da quelle dell’attuale GRS. “Pensiamo anche che se uno di questi fenomeni insoliti si fosse verificato, esso o le sue conseguenze nell’atmosfera devono essere stati osservati e riportati dagli astronomi dell’epoca”, ha osservato Sánchez-Lavega. In una terza serie di esperimenti numerici, il gruppo di ricerca ha esplorato la generazione delle GRS a partire da una nota instabilità dei venti, che si pensa sia in grado di produrre una cella allungata che le racchiuda e le intrappoli. Tale cella sarebbe una proto-GRS, una Macchia Rossa nascente, il cui successivo restringimento darebbe origine alla GRS compatta e in rapida rotazione osservata alla fine del diciannovesimo secolo. La formazione di grandi celle allungate è già stata osservata nella genesi di altri grandi vortici su Giove. “Nelle nostre simulazioni, i supercomputer ci hanno permesso di scoprire che le celle allungate sono stabili quando ruotano intorno alla periferia del GRS alla velocità dei venti di Giove, come ci si aspetterebbe quando si formano a causa di questa instabilità”, ha affermato Enrique García-Melendo, ricercatore del Dipartimento di Fisica dell’UPC. Utilizzando due diversi tipi di modelli numerici, uno presso l’UPV/EHU e l’altro presso l’UPC, i ricercatori hanno concluso che, se la velocità di rotazione del proto-GRS è inferiore a quella dei venti circostanti, il proto-GRS si romperà, rendendo impossibile la formazione di un vortice stabile. Se invece è molto alta, le proprietà del proto-GRS differiscono da quelle del GRS attuale. Le ricerche future cercheranno di riprodurre la contrazione del GRS nel tempo per scoprire, in modo più dettagliato, i meccanismi fisici alla base della sua sostenibilità nel tempo. Allo stesso tempo, si cercherà di prevedere se il GRS si disintegrerà e scomparirà quando raggiungerà un limite di dimensioni, come potrebbe essere accaduto al PS di Cassini, o se si stabilizzerà a un limite di dimensioni che potrebbe durare ancora per molti anni. (30Science.com)