Apa yang terjadi dengan Bintik Merah Besar di Jupiter? Badai terbesar di tata surya mungkin akhirnya akan hilang

JupiterBintik Merah Besar merupakan pusaran raksasa yang telah ada setidaknya selama 190 tahun. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa lokasi tersebut berbeda dari lokasi yang pernah diamati sebelumnya, dan simulasi mengeksplorasi bagaimana angin Jupiter membentuk lokasi tersebut. Bintik Merah Besar (Great Red Spot) semakin menyusut, dan penelitian di masa depan akan berfokus pada keberlanjutan dan kemungkinan disintegrasi di masa depan.

Bintik Merah Besar di Jupiter menonjol sebagai salah satu fitur yang paling dikenal di tata surya. Struktur atmosfer masif ini, yang saat ini memiliki diameter sama dengan Bumi, mudah dikenali karena warna kemerahannya yang mencolok, sangat kontras dengan puncak awan pucat di Jupiter. Bahkan teleskop kecil pun dapat menangkap penampakan khasnya. Bintik Merah Besar adalah pusaran antisiklon raksasa, dengan kecepatan angin mencapai 450 km/jam di sepanjang tepi luarnya. Ia menyandang gelar pusaran terbesar dan berumur terpanjang di atmosfer planet mana pun di tata surya kita. Namun, usia pasti Bintik Merah Besar masih menjadi bahan perdebatan, dan proses di balik pembentukannya masih menjadi misteri.

Spekulasi tentang asal usul GRS dimulai dari pengamatan teleskopik pertama yang dilakukan oleh astronom Giovanni Domenico Cassiniyang pada tahun 1665 menemukan oval gelap pada garis lintang yang sama dengan GRS dan menamakannya Titik Permanen (PS), yang diamati olehnya dan astronom lainnya hingga tahun 1713.

Kemudian hilang selama 118 tahun dan baru diketahui pada tahun 1831 dan seterusnya oleh S. Schwabe sekali lagi, sebuah struktur yang mencolok, bentuknya kira-kira lonjong dan pada garis lintang yang sama dengan konstelasi besar Corvids; Ini dapat dianggap sebagai pengamatan pertama dari konstelasi Greater Raven saat ini, dan mungkin dari konstelasi Greater Raven yang baru muncul. Sejak itu, konstelasi Gagak Besar telah diamati secara rutin dengan teleskop dan berbagai misi luar angkasa yang mengunjungi planet ini hingga saat ini.

Analisis perkembangan GRS

Dalam studi tersebut, penulis pertama-tama menganalisis evolusi ukurannya dari waktu ke waktu, strukturnya, dan pergerakan formasi atmosfer, bekas PS dan GRS; Untuk melakukan hal ini, mereka menggunakan sumber-sumber sejarah yang berasal dari pertengahan abad ke-17, tak lama setelah penemuan teleskop.

“Dari pengukuran ukuran dan pergerakan, kami menyimpulkan bahwa sangat kecil kemungkinannya bahwa titik merah yang ada saat ini adalah titik PS yang diamati oleh J. D. Cassini. Titik PS mungkin menghilang antara pertengahan abad ke-18 dan ke-19, dalam hal ini dapat kita katakan bahwa umur panjang tempat Alhambra kini setidaknya berusia 190 tahun,” jelas Agustín Sánchez La Vega, profesor fisika di UPV/EHU yang memimpin penelitian ini. Bintik Merah, yang pada tahun 1879 berukuran sumbu terpanjang 39.000 km, kini telah menyusut menjadi sekitar 14.000 km dan pada saat yang sama menjadi lebih bulat.

Hasil terbaru dan studi simulasi

Apalagi, sejak tahun 1970-an, beberapa misi luar angkasa telah mempelajari fenomena atmosfer ini dengan cermat. Baru-baru ini, Sánchez La Vega menjelaskan bahwa “berbagai instrumen dalam misi Juno yang mengorbit di sekitar Jupiter telah menunjukkan bahwa atmosfer bumi dangkal dan tipis dibandingkan dengan dimensi horizontalnya, sekitar 500 kilometer secara vertikal.”

Untuk mengetahui bagaimana pusaran besar ini terbentuk, tim UPV/EHU dan UPC menjalankan simulasi numerik pada superkomputer Spanyol, seperti MareNostrum IV milik BSC, bagian dari Spanish Supercomputing Network (RES), menggunakan dua model yang saling melengkapi mengenai perilaku pusaran tipis di bumi. atmosfer Yupiter. Planet raksasa ini didominasi oleh arus angin kencang yang mengalir sepanjang garis lintang, bergantian arahnya dengan garis lintang. Di sebelah utara GRS, angin bertiup ke arah barat dengan kecepatan 180 km/jam, sedangkan di selatan bertiup ke arah sebaliknya, ke arah timur, dengan kecepatan 150 km/jam. Hal ini menghasilkan pergeseran kecepatan angin utara-selatan yang sangat besar, elemen kunci yang memungkinkan pusaran tumbuh di dalamnya.

Dalam penelitian tersebut, serangkaian mekanisme dieksplorasi untuk menjelaskan asal usul GRS, termasuk letusan badai super raksasa, serupa dengan yang jarang diamati di planet kembar tersebut. SaturnusAtau penggabungan beberapa vortisitas kecil yang dihasilkan oleh pergeseran angin. Hasilnya menunjukkan bahwa meskipun antisiklon terbentuk pada kedua kasus tersebut, bentuk dan karakteristik dinamisnya berbeda dengan yang ada pada GRS saat ini. “Kami juga percaya bahwa jika salah satu dari fenomena yang tidak biasa ini terjadi, para astronom pasti telah mengamatinya atau dampaknya di atmosfer dan melaporkannya pada saat itu,” kata Sánchez La Vega.

Simulasi numerik dan penelitian masa depan

Dalam rangkaian percobaan numerik ketiga, tim peneliti mengeksplorasi bagaimana titik merah ini muncul dari ketidakstabilan angin yang diketahui, yang diperkirakan mampu menghasilkan sel persegi panjang yang menyelubungi dan menjebaknya. Sel ini akan berfungsi sebagai makula merah yang baru lahir, kontraksi selanjutnya akan menghasilkan makula merah kompak yang berputar cepat yang diamati pada akhir abad ke-19. Pembentukan sel-sel persegi panjang besar telah diamati dalam asal-usul pusaran besar lainnya di Jupiter.

“Dalam simulasi kami, superkomputer memungkinkan kami menemukan bahwa sel-sel panjang stabil ketika mereka mengorbit di sekitar GRS dengan kecepatan angin Jupiter, seperti yang diharapkan ketika sel-sel tersebut terbentuk karena ketidakstabilan ini,” kata Enrique Garcia Melendo, peneliti di GRS. Departemen Fisika di Universitas Pittsburgh. Dengan menggunakan dua jenis model numerik yang berbeda, satu di UPV/EHU dan satu lagi di University of Pittsburgh, para peneliti menyimpulkan bahwa jika kecepatan rotasi GRS primer lebih kecil dari kecepatan angin sekitar, GRS primer akan terpecah, sehingga mengakibatkan pembentukan pusaran yang stabil tidak mungkin terjadi. Jika terlalu tinggi maka karakteristik GRS awal akan berbeda dengan karakteristik GRS saat ini.

Penelitian di masa depan bertujuan untuk mereproduksi kontraksi atmosfer Matahari dari waktu ke waktu guna menemukan mekanisme fisik yang mendasari keberlanjutannya dari waktu ke waktu. Pada saat yang sama, ia akan mencoba memprediksi apakah heliosfer akan hancur dan menghilang ketika mencapai batas ukurannya, seperti yang terjadi pada heliosfer Cassini, atau apakah heliosfer akan stabil pada batas ukuran yang mungkin bertahan selama bertahun-tahun.

Referensi: “Asal Mula Bintik Merah Besar Jupiter” oleh Agustín Sánchez La Vega, Enrique García Melendo, John Lejareta, Arnau Miro, Manel Soria, dan Kevin Ahrens Velasquez, 16 Juni 2024, Surat Penelitian Geofisika.
DOI: 10.1029/2024GL108993