¿Qué sucede con la Gran Mancha Roja de Júpiter? La tormenta más grande del sistema solar finalmente puede desaparecer

JúpiterLa Gran Mancha Roja es un vórtice gigante que existe desde hace al menos 190 años. Estudios recientes sugieren que es diferente de un lugar observado previamente, y las simulaciones exploran cómo los vientos de Júpiter pueden haberle dado forma. La Gran Mancha Roja se está reduciendo y las investigaciones futuras se centrarán en su sostenibilidad y posible desintegración en el futuro.

La Gran Mancha Roja de Júpiter se destaca como una de las características más reconocibles del sistema solar. Esta enorme estructura atmosférica, que actualmente se extiende sobre un diámetro igual al de la Tierra, es fácilmente reconocible por su llamativo color rojizo, que contrasta marcadamente con las pálidas cimas de las nubes de Júpiter. Incluso los telescopios pequeños pueden captar su apariencia distintiva. La Gran Mancha Roja es un vórtice anticiclónico gigante, con vientos que alcanzan los 450 km/h en sus bordes exteriores. Tiene el título de vórtice más grande y más longevo en la atmósfera de cualquier planeta de nuestro sistema solar. Sin embargo, la edad exacta de la Gran Mancha Roja sigue siendo un tema de debate y los procesos detrás de su formación siguen siendo un misterio.

Las especulaciones sobre el origen del GRS se remontan a las primeras observaciones telescópicas realizadas por el astrónomo Giovanni Domenico. Cassiniquien en 1665 descubrió un óvalo oscuro en la misma latitud que el GRS y lo llamó Mancha Permanente (PS), donde fue observado por él y otros astrónomos hasta 1713.

Posteriormente estuvo perdido durante 118 años y sólo fue descubierto en 1831 en adelante por S. Schwabe nuevamente, una estructura llamativa, de forma aproximadamente ovalada y a la misma latitud que la gran constelación de los Córvidos; Esta puede considerarse la primera observación de la constelación actual del Gran Cuervo, y quizás de una constelación emergente del Gran Cuervo. Desde entonces, la constelación del Gran Cuervo ha sido observada periódicamente con telescopios y mediante diversas misiones espaciales que han visitado el planeta hasta el día de hoy.

Análisis del desarrollo de GRS.

En el estudio, los autores analizaron primero la evolución de su tamaño a lo largo del tiempo, su estructura y los movimientos de ambas formaciones atmosféricas, la antigua PS y la GRS; Para ello, utilizaron fuentes históricas que se remontan a mediados del siglo XVII, poco después de la invención del telescopio.

“A partir de mediciones de tamaños y movimientos, concluimos que es extremadamente improbable que la mancha roja actual sea la mancha PS observada por J. D. Cassini. La mancha PS probablemente desapareció en algún momento entre mediados del siglo XVIII y XIX, en cuyo caso podemos decir. «La longevidad de la Alhambra es ahora de al menos 190 años», explica Agustín Sánchez La Vega, catedrático de Física de la UPV/EHU que ha liderado esta investigación. La Mancha Roja, que en 1879 medía 39.000 km en su eje más largo, se ha ido reduciendo hasta alcanzar hoy unos 14.000 km y al mismo tiempo se ha vuelto más redondeada.

Resultados recientes y estudios de simulación.

Además, desde los años 1970, varias misiones espaciales han estudiado de cerca este fenómeno atmosférico. Más recientemente, Sánchez La Vega explicó que “diversos instrumentos a bordo de la misión Juno en órbita alrededor de Júpiter han demostrado que la atmósfera terrestre es poco profunda y delgada en comparación con sus dimensiones horizontales, unos 500 kilómetros verticalmente”.

Para conocer cómo se formó este enorme vórtice, los equipos de la UPV/EHU y la UPC realizaron simulaciones numéricas en supercomputadores españoles, como el MareNostrum IV del BSC, perteneciente a la Red Española de Supercomputación (RES), utilizando dos modelos complementarios del comportamiento de finos remolinos en La atmósfera de Júpiter. El planeta gigante está dominado por fuertes corrientes de viento que fluyen a lo largo de las latitudes, alternando su dirección con la latitud. Al norte del GRS, los vientos soplan en dirección oeste a velocidades de 180 km/h, mientras que al sur soplan en dirección opuesta, en dirección este, a velocidades de 150 km/h. Esto genera una enorme cizalladura norte-sur en la velocidad del viento, un elemento clave que permite que el vórtice crezca dentro de él.

En la investigación se exploraron una serie de mecanismos para explicar la génesis del GRS, incluida la erupción de una supertormenta gigante, similar a las que rara vez se observan en los planetas gemelos. SaturnoO la fusión de múltiples vórtices más pequeños producidos por la cizalladura del viento. Los resultados indican que, aunque en ambos casos se forma un anticiclón, difiere en forma y características dinámicas de los del GRS actual. “También creemos que si ocurrió uno de estos fenómenos inusuales, los astrónomos debieron observarlo o sus consecuencias en la atmósfera y reportarlo en ese momento”, dijo Sánchez La Vega.

Simulación numérica e investigaciones futuras.

En una tercera serie de experimentos numéricos, el equipo de investigación exploró cómo esta mancha roja surge de una conocida inestabilidad del viento, que se cree que es capaz de producir una célula rectangular que la envuelve y atrapa. Esta célula serviría como una mácula roja naciente, cuya contracción posterior daría lugar a la mácula roja compacta de rápida rotación observada a finales del siglo XIX. La formación de grandes células rectangulares ya se ha observado en la génesis de otros grandes remolinos en Júpiter.

“En nuestras simulaciones, los supercomputadores nos permitieron descubrir que las células largas son estables cuando orbitan alrededor del GRS a la velocidad de los vientos de Júpiter, como sería de esperar cuando se forman debido a esta inestabilidad”, dijo Enrique García Melendo, investigador del Departamento de Física de la Universidad de Pittsburgh. Utilizando dos tipos diferentes de modelos numéricos, uno en la UPV/EHU y otro en la Universidad de Pittsburgh, los investigadores concluyeron que si la velocidad de rotación del GRS primario fuera menor que la velocidad del viento ambiental, el GRS primario se rompería, haciendo imposible la formación de un vórtice estable. Si es demasiado alto, las características del GRS inicial difieren de las características del GRS actual.

Las investigaciones futuras tendrán como objetivo intentar reproducir la contracción de la atmósfera del Sol a lo largo del tiempo para descubrir los mecanismos físicos que subyacen a su sostenibilidad en el tiempo. Al mismo tiempo, intentará predecir si la heliosfera se desintegrará y desaparecerá cuando alcance un límite de tamaño, como ocurrió con la heliosfera de Cassini, o si se estabilizará en un límite de tamaño que puede persistir durante muchos años más.

Referencia: “El origen de la gran mancha roja de Júpiter” por Agustín Sánchez La Vega, Enrique García Melendo, John Lejareta, Arnau Miro, Manel Soria y Kevin Ahrens Velasquez, 16 de junio de 2024, Cartas de investigación geofísica.
DOI: 10.1029/2024GL108993