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Jupiters ikonischer Großer Roter Fleck ist ein gewaltiger Sturm, der seit Jahren durch die Atmosphäre des größten Planeten des Sonnensystems wirbelt.
Aber Astronomen haben über das wahre Alter des Wirbels sowie darüber, wann und wie er sich gebildet hat, diskutiert. Einige Experten glaubten, der Sturm sei Jahrhunderte alt und wurde erstmals im 17. Jahrhundert vom italienischen Astronomen Giovanni Domenico Cassini beobachtet, während andere glaubten, der Sturm sei jüngeren Datums.
Nun deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass sich der Große Rote Fleck vor etwa 190 Jahren gebildet hat, was bedeutet, dass Cassini 1665 etwas anderes auf Jupiter beobachtete. Und obwohl er jünger als Unexpectedly ist, bleibt der Sturm sowohl der größte als auch der längste bekannte Wirbel auf unserem Planeten. Sonnensystem, so Forscher.
Eine detaillierte Studie zu den Ergebnissen erschien am 16. Juni in der Zeitschrift Geophysical Research Letters.
Den Sturm im Auge
Jupiters auffälliges Erscheinungsbild weist Streifen und Flecken auf, die aus den Planeten umgebenden Wolkenbändern und Zyklonstürmen bestehen. Laut NASA entstehen seine Farben aus der Zusammensetzung verschiedener atmosphärischer Schichten, die jeweils aus Ammoniak, Wassereis, Schwefel und Phosphor bestehen. Schnelle Jetstreams formen und dehnen die Wolken in lange Streifen.
Zyklonstürme auf Jupiter können jahrelang andauern, da der Gasplanet keine feste Oberfläche hat, die Stürme verlangsamen kann.
Der Große Rote Fleck ist ein gewaltiger Wirbel in der Jupiteratmosphäre mit einer Breite von etwa 16.350 Kilometern, was laut NASA dem Durchmesser der Erde entspricht. Der Sturm erreicht eine Höhe von mehr als 200 Meilen (322 Kilometer).
Heulende Winde wehen mit einer Geschwindigkeit von 280 Meilen pro Stunde (450 Kilometer pro Stunde) entlang der Sturmgrenzen. Und sein charakteristischer roter Farbton entsteht durch atmosphärische chemische Reaktionen.
Dieses ikonische Merkmal ist sogar durch kleine Teleskope sichtbar.
Und es sah aus wie ein dunkles Oval auf demselben Breitengrad, den Cassini Mitte des 16. Jahrhunderts zum ersten Mal entdeckte. Er nannte das von ihm beobachtete Merkmal den „permanenten Punkt“, und Cassini und andere Astronomen beobachteten es bis 1713 Sie verloren den Sturm aus den Augen.
Dann, im Jahr 1831, entdeckten Astronomen auf demselben Breitengrad auf Jupiter einen großen ovalen Sturm, der anhielt und noch heute beobachtet wird. Aber Astronomen haben sich schon lange gefragt, ob es möglich sei, dass es sich bei den Stürmen um dasselbe Phänomen handelte oder ob es sich um zwei verschiedene Wirbel handelte, die im Abstand von mehr als einem Jahrhundert am selben Ort auftraten.
Ein Forscherteam, das das Rätsel lösen möchte, hat eine Fülle von Daten gesammelt und historische Zeichnungen und Bilder analysiert, die die Struktur, Lage und Größe des Ortes im Laufe der Zeit darstellen. Die Daten wurden verwendet, um numerische Modelle zu erstellen, die die potenzielle Langlebigkeit des Sturms nachbilden.
„Aus Größen- und Bewegungsmessungen haben wir geschlossen, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass der aktuelle Große Rote Fleck der von Cassini beobachtete ‚Permanente Fleck‘ ist“, sagte der Hauptautor der Studie, Agustín Sánchez-Lavega, Professor für angewandte Physik an der Universität Universität. des Baskenlandes in Bilbao, Spanien, in einer Pressemitteilung. „Der ‚permanente Fleck‘ verschwand wahrscheinlich zwischen der Mitte des 18. und dem 19. Jahrhundert. In diesem Fall können wir jetzt sagen, dass die Langlebigkeit des Roten Flecks 190 Jahre übersteigt.“
Der bleibende Fleck blieb etwa 81 Jahre lang bestehen, und in keiner der vom Team analysierten Zeichnungen wurde eine bestimmte Farbe für den Sturm erwähnt, so die Autoren der Studie.
„Es war sehr motivierend und inspirierend, sich den Notizen und Zeichnungen des großen Astronomen (Cassini) über Jupiter und seinen festen Platz zuzuwenden, sowie seinen Artikeln aus der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts, in denen er das Phänomen beschreibt“, sagt Sánchez -Lavega sagte. „Andere vor uns hatten diese Beobachtungen untersucht, und jetzt haben wir die Ergebnisse quantifiziert.“
Verkleinern
Während die Forscher historische Daten untersuchten, erkundeten sie auch den Ursprung des Sturms, indem sie Simulationen auf Supercomputern durchführten und dabei Modelle des Verhaltens von Wirbeln in der Jupiteratmosphäre verwendeten.
Das Team führte Simulationen durch, um herauszufinden, ob der Große Rote Fleck aus einem gigantischen Supersturm, der Verschmelzung kleinerer Wirbel, die durch die intensiven, abwechselnden Winde des Jupiter erzeugt wurden, oder aus einer Instabilität der Winde entstand, die eine atmosphärische Sturmzelle erzeugen könnte. Eine Sturmzelle ist eine Luftmasse, die durch auf- und absteigende Windströmungen geformt wird und sich als eine Einheit bewegt.
Obwohl die ersten beiden Szenarien zu Wirbelstürmen führten, unterschieden sie sich in ihrer Form und anderen im Großen Roten Fleck beobachteten Merkmalen.
„Wir glauben auch, dass, wenn eines dieser ungewöhnlichen Phänomene aufgetreten wäre, seine Folgen in der Atmosphäre von den damaligen Astronomen hätten beobachtet und berichtet werden müssen“, sagte Sánchez-Lavega.
Forscher glauben jedoch, dass die anhaltende atmosphärische Sturmzelle, die auf starke Windinstabilität zurückzuführen ist, den Großen Roten Fleck hervorgebracht hat.
Den Daten von 1879 zufolge war der Sturm an seiner längsten Stelle etwa 24.200 Meilen (etwa 39.000 Kilometer) lang, schrumpfte jedoch mit der Zeit und rundete sich ab, sodass er nun etwa 8.700 Meilen (14.000 Kilometer) misst.
Frühere Untersuchungen, die im März 2018 veröffentlicht wurden, zeigten, dass der Große Rote Fleck mit abnehmender Gesamtgröße größer wird. Die Studie von 2018 nutzte auch Archivdaten, um zu untersuchen, wie sich der Sturm im Laufe der Zeit entwickelte.
Daten moderner Weltraummissionen wie der NASA-Raumsonde Juno haben Astronomen beispiellose Einblicke in die Form des Sturms gegeben.
„Verschiedene Instrumente an Bord der Juno-Mission, die den Jupiter umkreist, haben gezeigt, dass der (Große Rote Fleck) im Vergleich zu seiner horizontalen Dimension flach und dünn ist, da er vertikal etwa 500 km (310,7 Meilen) lang ist“, sagte Sánchez-Lavega. .
Zukünftig werden Forscher versuchen, die Schrumpfungsrate des Sturms im Laufe der Zeit nachzubilden, um die Prozesse zu verstehen, die den Sturm stabil halten, und um festzustellen, ob er jahrelang anhält oder verschwindet, wenn er eine bestimmte Größe erreicht – was hätte sein können der Fall. kommt aus Cassinis Permanent Spot.
„Ich liebe Artikel wie diesen, die tiefer in vorfotografische Beobachtungen eintauchen“, sagte Michael Wong, Forschungswissenschaftler an der University of California, Berkeley und Co-Autor des Artikels von 2018, nachdem er die Forschung von Sánchez-Lavega gelesen hatte. „(Unsere) Arbeit verwendete Tracking-Daten aus dem Jahr 1880, aber Sánchez-Lavegas neue Arbeit ging weiter zurück und verwendete Daten aus Handzeichnungen. Auch die ergänzenden Materialien zu diesem Artikel sind hervorragend.
Wong war an der neuen Studie nicht beteiligt.
„Wir können viel über diese Planeten lernen, indem wir ihr Wetter und Klima kontinuierlich und langfristig beobachten. »
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