Grande Mancha Vermelha - Great Red Spot

Visão mais próxima da Grande Mancha Vermelha
A Grande Mancha Vermelha vista pela espaçonave Juno via JunoCam , em abril de 2018

A Grande Mancha Vermelha é uma região persistente de alta pressão na atmosfera de Júpiter , produzindo uma tempestade anticiclônica que é a maior do Sistema Solar . Localizado a 22 graus sul de Jupiter 's equador , produz vento velocidades até 432 km / h (268 mph). Acredita-se que as observações de 1665 a 1713 sejam da mesma tempestade; se estiver correto, já existe há pelo menos 356 anos. Em seguida, foi observada em setembro de 1831, com 60 observações registradas entre então e 1878, quando as observações contínuas começaram.

História de observação

Imagem de Júpiter da Pioneer 10 em 1974, mostrando uma mancha colorida com mais destaque do que quando mostrada pela Voyager 1 , mais tarde, em 1979.
Uma visão ampla de Júpiter e da Grande Mancha Vermelha como visto da Voyager 1 em 1979. A tempestade oval branca diretamente abaixo da Grande Mancha Vermelha tem o diâmetro aproximado da Terra .
Sequência de lapso de tempo da aproximação da Voyager 1 a Júpiter, mostrando o movimento das faixas atmosféricas e a circulação da Grande Mancha Vermelha. Imagem da NASA .

A Grande Mancha Vermelha pode ter existido desde antes de 1665, mas também pode ser o caso de a mancha atual ter sido vista pela primeira vez apenas em 1830 e bem estudada somente após uma aparição proeminente em 1879. A tempestade que foi vista no século 17 pode ter sido diferente da tempestade que existe hoje. Uma longa lacuna separa seu período de estudo atual após 1830 de sua descoberta do século 17. Não se sabe se o ponto original se dissipou e se reformou, se desbotou ou se o registro de observação era simplesmente pobre.

Por exemplo, o primeiro avistamento da Grande Mancha Vermelha é frequentemente creditado a Robert Hooke , que descreveu uma mancha no planeta em maio de 1664. No entanto, é provável que a mancha de Hooke estivesse em outro cinturão (o Cinturão Equatorial Norte, ao contrário para a localização atual da Grande Mancha Vermelha no Cinturão Equatorial Sul ). Muito mais convincente é a descrição de Giovanni Cassini de um "local permanente" no ano seguinte. Com flutuações na visibilidade, a mancha de Cassini foi observada de 1665 a 1713, mas a lacuna de observação de 118 anos torna a identidade das duas manchas inconclusiva. A história de observação mais curta do ponto mais antigo e o movimento mais lento do que o ponto moderno tornam difícil concluir que eles são iguais.

Um pequeno mistério diz respeito a uma mancha jupiteriana retratada em uma tela de 1711 por Donato Creti , que é exibida no Vaticano . Parte de uma série de painéis em que diferentes (ampliados) corpos celestes servem de pano de fundo para várias cenas italianas , e tudo supervisionado pelo astrônomo Eustachio Manfredi para precisão, a pintura de Creti é a primeira conhecida a representar a Grande Mancha Vermelha como vermelha. Nenhuma característica jupiteriana foi explicitamente descrita por escrito como vermelha antes do final do século XIX.

A Grande Mancha Vermelha foi observada desde 5 de setembro de 1831. Em 1879, mais de 60 observações foram registradas. Depois que ganhou destaque em 1879, tem estado sob observação contínua.

Júpiter em abril de 2017. A Grande Mancha Vermelha está na extrema esquerda.

No século 21, a Grande Mancha Vermelha estava diminuindo de tamanho. No início de 2004, tinha aproximadamente metade da extensão longitudinal de um século atrás, quando atingiu o tamanho de 40.000 km (25.000 mi), cerca de três vezes o diâmetro da Terra. Com a taxa de redução atual, ela se tornaria circular em 2040. Não se sabe quanto tempo o local vai durar ou se a mudança é resultado de flutuações normais. Em 2019, a Grande Mancha Vermelha começou a "descamar" em sua borda, com fragmentos da tempestade quebrando e se dissipando. O encolhimento e "descamação" alimentou a preocupação de alguns astrônomos de que a Grande Mancha Vermelha poderia se dissipar em 20 anos. No entanto, outros astrônomos acreditam que o tamanho aparente da Grande Mancha Vermelha reflete sua cobertura de nuvens e não o tamanho do vórtice subjacente real, e eles também acreditam que os eventos de descamação podem ser explicados por interações com outros ciclones ou anticiclones, incluindo absorções de sistemas menores; se for esse o caso, isso significaria que a Grande Mancha Vermelha não corre o risco de se dissipar.

Um ponto menor, denominado Oval BA , formado em março de 2000 a partir da fusão de três ovais brancos, tornou-se avermelhado. Os astrônomos a chamaram de Pequena Mancha Vermelha ou Red, Jr. Em 5 de junho de 2006, a Grande Mancha Vermelha e Oval BA pareciam estar se aproximando da convergência. As tempestades se sucedem a cada dois anos, mas as passagens de 2002 e 2004 tiveram pouco significado. Amy Simon-Miller , do Goddard Space Flight Center , previu que as tempestades teriam sua passagem mais próxima em 4 de julho de 2006. Ela trabalhou com Imke de Pater e Phil Marcus da UC Berkeley e uma equipe de astrônomos profissionais desde abril de 2006 para estudar as tempestades usando o telescópio espacial Hubble ; em 20 de julho de 2006, as duas tempestades foram fotografadas passando uma pela outra pelo Observatório Gemini sem convergir. Em maio de 2008, uma terceira tempestade ficou vermelha.

A Grande Mancha Vermelha não deve ser confundida com a Grande Mancha Escura, uma característica observada perto do pólo norte de Júpiter em 2000 com a espaçonave Cassini-Huygens . Há também uma característica na atmosfera de Netuno também chamada de Grande Mancha Escura . A última característica foi fotografada pela Voyager 2 em 1989 e pode ter sido um buraco atmosférico em vez de uma tempestade. Não estava mais presente em 1994, embora um ponto semelhante tivesse aparecido mais ao norte.

Close da Grande Mancha Vermelha tirada de cerca de 8.000 km (5.000 mi) acima dela (11 de julho de 2017)

Exploração

Em 25 de fevereiro de 1979, quando a espaçonave Voyager 1 estava a 9.200.000 km (5.700.000 milhas) de Júpiter, ela transmitiu a primeira imagem detalhada da Grande Mancha Vermelha. Detalhes da nuvem tão pequenos quanto 160 km (99 mi) de diâmetro eram visíveis. O padrão de nuvens onduladas e coloridas visto à esquerda (oeste) da Mancha Vermelha é uma região de movimento de onda extraordinariamente complexo e variável.

A espaçonave Juno , que entrou em uma órbita polar ao redor de Júpiter em 2016, sobrevoou a Grande Mancha Vermelha ao se aproximar de Júpiter em 11 de julho de 2017, tirando várias imagens da tempestade a uma distância de cerca de 8.000 km (5.000 milhas) acima a superfície. Durante a missão Juno , a espaçonave continuará a estudar a composição e evolução da atmosfera de Júpiter, especialmente sua Grande Mancha Vermelha.

Estrutura

O movimento cíclico da Grande Mancha Vermelha, fotografada pela espaçonave Cassini
Comparação de tamanho aproximado da Terra e da Grande Mancha Vermelha.

A Grande Mancha Vermelha de Júpiter gira no sentido anti-horário, com um período de cerca de seis dias terrestres ou quatorze dias Júpiter. Medindo 16.350 km (10.160 mi) de largura em 3 de abril de 2017, a Grande Mancha Vermelha de Júpiter tem 1,3 vezes o diâmetro da Terra. Os topos das nuvens desta tempestade estão cerca de 8 km (5,0 mi) acima dos topos das nuvens circundantes.

Os dados infravermelhos há muito indicam que a Grande Mancha Vermelha é mais fria (e, portanto, mais elevada em altitude) do que a maioria das outras nuvens do planeta. A parte superior da atmosfera acima da tempestade, no entanto, tem temperaturas substancialmente mais altas do que o resto do planeta. Ondas acústicas (sonoras) surgindo da turbulência da tempestade abaixo têm sido propostas como uma explicação para o aquecimento da região.

O rastreamento cuidadoso das características atmosféricas revelou a circulação anti-horária da Grande Mancha Vermelha já em 1966, observações dramaticamente confirmadas pelos primeiros filmes de lapso de tempo dos sobrevôos da Voyager . O local é confinado por uma modesta corrente de jato na direção leste ao sul e uma muito forte na direção oeste ao norte. Embora os ventos em torno da borda do ponto cheguem a cerca de 432 km / h (268 mph), as correntes dentro dele parecem estagnadas, com pouca entrada ou saída. O período de rotação do local diminuiu com o tempo, talvez como resultado direto de sua redução constante de tamanho.

A latitude da Grande Mancha Vermelha tem se mantido estável durante bons registros de observação, normalmente variando em cerca de um grau. Sua longitude , entretanto, está sujeita a variações constantes. Como Júpiter não gira uniformemente em todas as latitudes, os astrônomos definiram três sistemas diferentes para definir a longitude. O Sistema II é usado para latitudes superiores a 10 graus e foi originalmente baseado no período rotacional médio da Grande Mancha Vermelha de 9h 55m 42s. Apesar disso, no entanto, o local "dobrou" o planeta no Sistema II pelo menos 10 vezes desde o início do século XIX. Sua taxa de deriva mudou drasticamente ao longo dos anos e tem sido associada ao brilho do Cinturão Equatorial Sul e à presença ou ausência de uma Perturbação do Sul Tropical.

Cor e composição

No sentido horário a partir do canto superior esquerdo: imagem do Hubble do espectro visível ; infravermelho do Observatório Gemini ; composto de comprimento de onda múltiplo de dados de Hubble e Gemini mostrando luz visível em azul e infravermelho térmico em vermelho; imagem ultravioleta do Hubble; detalhe de luz visível

Não se sabe o que causa a coloração avermelhada da Grande Mancha Vermelha. Hipóteses apoiadas por experimentos de laboratório supõem que pode ser causado por produtos químicos criados a partir da irradiação ultravioleta solar de hidrossulfeto de amônio e do composto orgânico acetileno , que produz um material avermelhado - provavelmente compostos orgânicos complexos chamados tholins . A grande altitude dos compostos também pode contribuir para a coloração.

A Grande Mancha Vermelha varia muito em tonalidade, de quase vermelho tijolo a salmão pálido ou mesmo branco. A mancha ocasionalmente desaparece, tornando-se evidente apenas através do Red Spot Hollow, que é sua localização no Cinturão Equatorial Sul (SEB). Sua visibilidade está aparentemente associada ao SEB; quando a faixa é branca brilhante, o ponto tende a ser escuro, e quando está escuro, o ponto geralmente é claro. Esses períodos em que o ponto é escuro ou claro ocorrem em intervalos irregulares; de 1947 a 1997, a mancha era mais escura nos períodos 1961-1966, 1968-1975, 1989-1990 e 1992-1993.

Dinâmica mecânica

Não existe uma teoria definitiva sobre o que causa a formação ou a cor da Grande Mancha Vermelha. Estudos de laboratório estão examinando os efeitos dos raios cósmicos ou da luz ultravioleta do Sol na composição química das nuvens de Júpiter. Uma questão é se a radiação do Sol reage com o hidrossulfeto de amônio na atmosfera externa do planeta para criar a cor vermelha profunda. A pesquisa sugere que a tempestade produz quantidades extremas de ondas gravitacionais e ondas acústicas , devido à turbulência da tempestade. As ondas acústicas viajam verticalmente para cima a uma altura de 500 mi (800 km) acima da tempestade, onde quebram na alta atmosfera, convertendo a energia das ondas em calor. Isso cria uma região da alta atmosfera que é 1.600 K (1.330 ° C; 2.420 ° F) - várias centenas de Kelvin mais quente do que o resto do planeta nesta altitude. O efeito é descrito como sendo "ondas [...] do oceano quebrando na praia". A razão pela qual a tempestade continuou a existir por séculos é que não há superfície planetária (apenas um núcleo líquido de hidrogênio ) para fornecer atrito; redemoinhos de gás circulante persistem por muito tempo na atmosfera porque não há nada que se oponha ao seu momento angular.

Galeria


Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos