La Grande Macchia Rossa di Giove potrebbe essere una gigantesca perturbazione

Nuove ricerche suggeriscono che la Grande Macchia Rossa che vediamo oggi su Giove è una perturbazione gigante del tutto diversa da quella che gli astronomi osservarono più di tre secoli fa. E che in futuro potrebbe scomparire
di Phil Plait/Scientific American
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In un sistema solare pieno di meraviglie, la Grande Macchia Rossa di Giove spicca ancora.

Questo ovale lussureggiante di colore rosso è evidente anche attraverso piccoli telescopi e sembra un occhio maligno che fissa l’enorme pianeta gigante gassoso. La Grande Macchia Rossa (o GRS, da Great Red Spot) è così grande che si potrebbe farvi cadere dentro l’intera Terra e il nostro pianeta vi precipiterebbe senza toccare i lati.

Esiste da secoli e nasconde molti misteri, ma ne scopriamo sempre di più. Una ricerca pubblicata di recente sulla rivista “Geophysical Research Letters” indica che la GRS non è così vecchia come si pensava un tempo e implica che, sebbene possa ancora durare per molti anni, i suoi giorni sono contati.

La GRS è la caratteristica più iconica di Giove. Sembrerebbe trattarsi di una caratteristica di superficie, se non fosse che Giove non ha una vera e propria superficie; ciò che vediamo sono in realtà nuvole in cima a un’atmosfera profonda migliaia di chilometri. La GRS è in realtà una perturbazione meteo straordinariamente vasta e persistente che si agita tra le nubi del pianeta; tecnicamente parlando, si tratta di un vortice anticiclonico – un sistema di alta pressione in rotazione antioraria – con i gas che ruotano intorno al centro a una velocità di 450 chilometri all’ora. Si tratta di una velocità pari alla massima velocità del vento mai registrata in un tornado sulla Terra!

Questa gigantesca tempesta – la più grande conosciuta nel sistema solare – è composta da due regioni. Una è un ovale composto da gas rossastri e l’altra è una fascia di gas più bianca e sottile che la circonda (chiamata buco). La GRS si trova nella Cintura equatoriale meridionale di Giove, una delle tante bande che attraversano la faccia del pianeta e che gli conferiscono un aspetto a strisce. Queste fasce sono schemi di venti latitudinali simili alla corrente a getto sulla Terra, ma sono più complicate a causa della mancanza di superficie di Giove, delle enormi correnti convettive di gas che salgono e scendono nell’atmosfera e delle immense forze di flessione dell’aria dovute alla rapida rotazione del pianeta gigante, che compie un giro completo su se stesso in nove ore e 55 minuti.

A differenza degli uragani della Terra, che possono attraversare ampie zone del nostro pianeta, le tempeste su Giove tendono a rimanere nella loro corsia latitudinale, confinate da potenti correnti a getto. Questo confinamento sostiene anche la GRS, rendendo la tempesta estremamente longeva, ma la sua età effettiva è stata un continuo enigma astronomico.

Nel 1665 l’astronomo italiano Giovanni Cassini individuò – per così dire – un ovale scuro sulla faccia di Giove. Fu visto di tanto in tanto fino al 1713 e la posizione registrata di questo “punto permanente” era la stessa dell’attuale GRS. La scoperta è attribuita a Cassini, anche se potrebbe essere stata vista da un altro astronomo nel 1632; se questo è vero, è durata almeno 80 anni.

Nonostante il continuo monitoraggio di Giove da parte degli astronomi, tuttavia, dopo il 1713 questa macchia sembrava essere scomparsa. Il successivo avvistamento di una tempesta a quella latitudine risale al 1831, ben oltre un secolo dopo, quando gli astronomi segnalarono una macchia scura in quel punto. (Questa macchia – la nostra familiare e amata GRS – è stata osservata ininterrottamente da allora, il che la rende vecchia di quasi 200 anni.)

Curiosamente, vecchi disegni e persino le prime fotografie mostrano che la GRS era molto più ampia di quanto non sia oggi; la prima fotografia mai scattata, dall’astronoma irlandese Agnes Mary Clerke nel 1879, la mostra come un ovale appiattito con una larghezza longitudinale (da est a ovest) di circa 40.000 chilometri – più del doppio della larghezza della tempesta più circolare che vediamo oggi. In qualche modo la GRS ha cambiato forma in modo significativo e si è ridotta nell’ultimo secolo e mezzo.

Ecco svelato il mistero. La macchia vista da Cassini e altri nel XVII secolo era la stessa caratteristica dell’attuale GRS? In caso contrario, come sembra probabile, la macchia originale si è dissipata e ne è cresciuta una nuova nella stessa posizione latitudinale? E se così fosse, come è potuto accadere e perché queste macchie cambiano di dimensione e forma? Ricordiamo che stiamo parlando di un sistema meteorologico delle dimensioni di alcuni pianeti.

Questo è l’obiettivo dello studio appena pubblicato. Le osservazioni dettagliate di Giove mostrano quanto sia complessa e dinamica l’atmosfera del gigantesco pianeta. Le tempeste più piccole si formano e si dissolvono, mentre altre si fondono e crescono. Molte durano anni e a volte possono generare fenomeni molto, molto più grandi.

Gli autori dello studio hanno usato modelli numerici del flusso dei gas atmosferici di Giove, risolvendo complesse equazioni di fluidodinamica per simularne il movimento e il comportamento, quindi hanno confrontato i risultati con un’ampia gamma di misurazioni d’archivio della GRS nel corso dei secoli. Osservando come le forme di questi vortici cambiano nel tempo, hanno concluso che la macchia permanente vista da Cassini non era la stessa della GRS; il tasso di crescita della larghezza delle macchie non corrisponde.

I ricercatori hanno anche modellizzato diverse storie per l’origine della GRS per vedere se qualcuna di esse rispecchiava le osservazioni. Nonostante siano comuni, le tempeste che si fondono non corrispondono a quanto osservato. Anche se possono aggregarsi e formare un sistema più grande, anche quattro o cinque tempeste che si uniscono non possono creare un sistema così esteso come la GRS. Inoltre, non sono stati osservati vortici di questo tipo negli anni di intervallo tra il 1713 e il 1831, e quasi certamente sarebbero stati visibili.

Un altro meccanismo di formazione potrebbe essere una supertempesta, un’ondata di materiale più caldo proveniente dalle profondità di Giove che raggiunge le cime delle nubi. Un’immensa tempesta di questo tipo si è manifestata su Saturno nel 2010, creando uno spettacolare sistema meteorologico che si è affievolito nel giro di un anno o due. Simulando un evento simile su Giove, gli scienziati hanno scoperto che questo potrebbe formare un singolo sistema anticiclonico, ma, come i vortici che si fondono, una singola ondata di materiale non potrebbe raggiungere le dimensioni e la forma osservate della GRS. Inoltre, non è mai stata osservata la formazione di simili supertempeste su Giove a quella latitudine, il che rafforza la conclusione che il responsabile della GRS deve essere qualcos’altro.

Questo “qualcos’altro”, dicono, potrebbe essere quello che è noto come una perturbazione tropicale meridionale. Si tratta di una sorta di breccia che si forma quando il flusso di gas in una delle bande di Giove si estende in direzione nord o sud, spingendosi in una banda adiacente. Questo può ostacolare il flusso della fascia adiacente, creando un vortice che può diventare molto ampio. Gli scienziati hanno simulato questo processo e hanno scoperto che, per un intervallo di velocità sufficiente nei venti interagenti, può formare un’enorme macchia che corrisponde alla GRS. Inoltre, hanno scoperto che questo meccanismo può anche spiegare i cambiamenti storici e continui di dimensione e forma della GRS.

Concludono quindi che la GRS che osserviamo oggi si è formata in questo modo nel 1831, come entità separata dalla macchia vista in precedenza. In questo modo la GRS avrebbe 193 anni.

Ma quanto invecchierà? La contrazione della GRS, ben documentata, si è accelerata a partire dagli anni 2010. Non è chiaro quando o se l’occhio arrabbiato di Giove scomparirà – è in circolazione da molto tempo – ma il fatto che la macchia di Cassini fosse così effimera implica che anche la GRS potrebbe scomparire nel lungo periodo. Gli astronomi del futuro potrebbero vedere un Giove senza macchie.

Ma una cosa certa è che il re dei pianeti non sta fermo. Anche se la GRS dovesse svanire e scomparire, probabilmente sorgerà un’altra macchia che prenderà il suo posto.