Astronomia

L'Altra Grande Macchia Rossa di Giove...

La famosa Grande Macchia Rossa di Giove ha compagnia. Tra il 1998 e il 2000 è apparsa un seconda macchia, chiamata Oval BA, a seguito della fusione di tre piccole tempeste cicloniche. Questo luogo era bianco, ma nel dicembre 2005 il suo anello esterno ha acquisito un colore rosso intenso, ed è stato soprannominato "Piccola grande macchia rossa."

Come la Grande Macchia Rossa la tempesta è ovale, ma più piccola, e il suo asse principale è di 8000 km. L'ipotesi di lavoro di molti esperti in dinamiche atmosferiche dei pianeti è quella di comprendere la formazione e l'evoluzione dellla Piccola grande macchia rossa, per capire l'evoluzione della Grande macchia rossa.

Questa ricerca è precedente, alla recente notizia che la Grande Macchia Rossa di Giove si sta restringendo, ma vale la pena di cercare di spiegarla. Qualcosa che non deve farci dimenticare che non abbiamo ancora una spiegazione definitiva per la loro longevità. La Grande Macchia Rossa è conosciuta da 183 anni (SH Schwabe la osservò nel 1831), anche se potrebbe essere stata osservata nello stesso punto 348 anni fa da Gian Domenico Cassini, tra il 1665 e il 1713.

L'immagine di Giove mostra una grande copertura nuvolosa, con tempeste molto stabili nella fascia atmosferica meteorologica, come ad esempio la Grande Macchia Rossa. Queste tempeste sono in una zona dell'atmosfera chiamata strato meteorologico gioviano, la regione della troposfera che è al di sotto della tropopausa e sopra la zona convettiva. Giove, come la terra, riceve più radiazione solare all'equatore, rispetto ai suoi poli: i calcoli teorici indicano che ci dovrebbe essere una differenza di circa 30 K fra la temperatura delle nuvole dell'equatore e ai poli. Con sorpresa dei fisici, il veicolo spaziale Voyager, nel 1979, ha scoperto che la temperatura dello strato atmosferico è quasi costante, circa 110 K ad una pressione di 150 mbar, a tutte le latitudini ed in tutte le lunghezze. Il meccanismo di trasferimento di calore, che trasporta il calore depositato dall'equatore ai poli, è ignoto.

La figura sotto mostra il profilo di velocità nord-sud lungo l'asse est-ovest per la Piccola e Grande Macchia Rossa nel 2006 (linea continua), quando si è creato l'anello rosso, e nel 2000 (linea tratteggiata), quando era bianca. Questi tassi sono stati calcolati dalle osservazioni del Telescopio Spaziale Hubble (658 nm, 24-25 aprile 2006) e la missione Cassini (11-13 dicembre 2000).

Un curioso mistero dell'atmosfera gioviana è che stanno cambiando colore le tempeste di lunga durata (come Oval BA, la Piccola grande macchia rossa). Supponendo che la fonte di calore interna è costante e Giove isotropo, una possibile spiegazione è che la convezione è al di sotto della copertura nuvolosa; secondo i modelli tridimensionali di convezione numerici questo potrebbe ridurre la differenza di temperatura tra i poli e l'Equatore a meno di 1 K.

Lo Strato meteorologico atmosferico di Giove, dove il sole deposita la sua energia, è stabile alla convezione, quindi la convezione non può essere responsabile per il trasporto di calore dall'equatore ai poli. La chiave deve essere in un meccanismo di miscelazione sotto lo strato atmosferico. Forse l'esistenza di un mescolamento caotico per convezione intermittente, ma la questione non è del tutto chiara.

Le misurazioni indicano che le velocità orizzontali (stimate dalla dimensione e forma) di Oval BA non sono cambiate tra il 2000 e il 2006. Se non si sono modificate le dinamiche, cosa ha causato il cambiamento di colore sull'anello esterno?

Avrebbe potuto cambiare la struttura verticale (spessore) di questa grande tempesta. Sappiamo che l'altezza superiore non è cambiata, ma nel fondo lo avrebbe potuto fare (non si riesce a notare).

Tuttavia, il rapporto F / N tra il parametro di Coriolis F e la frequenza N di Brunt-Väisälä ( Frequenza di Brunt-Vaisala: è una misura della stabilità statica dell'atmosfera.Maggiore N, maggiore la stabilità) sembra rimanere costante, e allora non ci dovrebbero essere cambiamenti nella struttura verticale. Pertanto, Marcus e i suoi colleghi propongono un'ipotesi alternativa, un cambiamento globale della temperatura di Oval BA. Se del caso, i cambiamenti di colore delle nubi gioviane agiscono come "termometri", e ci avrebbero fornito informazioni rilevanti sulle dinamiche atmosferiche di Giove.

La proposta di Philip S. Marcus e colleghi è un mix caotico di calore nella zona convettiva (convezione intermittente), responsabile per il trasporto di calore verso nord, senza pregiudicare sensibilmente lo strato esterno che possiamo vedere dalla Terra . Per verificare questa ipotesi, si deve ricorrere a simulazioni al computer tridimensionali (esperimenti numerici); Tuttavia, non è facile da stimare quali condizioni di contorno sono le più adatte. Le loro simulazioni sembrano supportare questa ipotesi, ma sono necessari studi futuri per confermarle definitivamente.

Si ringrazia Francisco R. Villatoro, La Ciencia de la Mula Francis

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