H Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα του Δία... αποκαλύπτεται

Η θηριώδης καταιγίδα που μαίνεται στην ατμόσφαιρα του αέριου γίγαντα αποτέλεσε και αποτελεί πόλο έλξης. Το σκάφος Juno, το οποίο ... παρακολουθεί τον πλανήτη, επιχειρεί να δώσει απαντήσεις.

Όποια στιγμή κι αν στρέψει κάποιος το βλέμμα του στον ουρανό μια ανέφελη βραδιά θα δει το πιο φωτεινό αστέρι, το οποίο στην πραγματικότητα δεν είναι άλλο από τον πλανήτη Δία, τον πιο μεγάλο πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος. Αυτό που δεν θα δει όμως κανείς με γυμνό μάτι είναι το πιο εμβληματικό του στοιχείο: την Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα  (Great Red Spot), μια κολοσσιαία θύελλα που μαίνεται στον Δία εδώ και τουλάχιστον τρεις αιώνες και από τη στιγμή που ανακαλύφθηκε έχει τραβήξει τα βλέμματα των επιστημόνων.

Μια εντυπωσιακή ματιά σε αυτήν την μυστηριώδη κηλίδα μας δίνει τώρα το διαστημόπλοιο Juno της NASA που ίπταται πάνω από τον αέριο γίγαντα από το 2016. Το Juno στο ταξίδι του γύρω από τον Δία έχει ολοκληρώσει 37 φορές μια πλήρη τροχιά και πραγματοποίησε περάσματα πάνω από την γιγάντια θύελλα. Έτσι, βοήθησε τους επιστήμονες να επιβεβαιώσουν ότι η κηλίδα δεν εντοπίζεται μόνο στο ανώτερο τμήμα της επιφάνειάς της, αλλά επεκτείνεται για εκατοντάδες χιλιόμετρα πιο χαμηλά «μπαίνοντας» μέσα στον ίδιο τον πλανήτη.

Μέχρι στιγμής γνωρίζαμε ότι η διάμετρος της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας υπερβαίνει τα 16.000 χλμ. Αυτό σημαίνει ότι ουσιαστικά ο δικός μας πλανήτης θα μπορούσε να χωρέσει όχι μια αλλά σχεδόν τέσσερις φορές μέσα στην κηλίδα καθώς η Γη έχει διάμετρο μόλις 6.371 χλμ. Ωστόσο, αυτό που κανείς δεν γνώριζε ως σήμερα ήταν το βάθος της θύελλας με τους επιστήμονες να υποθέτουν ότι θα μπορούσε να εντοπίζεται μόνο στο άνω μέρος της ατμόσφαιρας του πλανήτη.

Το Juno διαθέτει ένα ραδιόμετρο μικροκυμάτων (microwave radiometer - MWR), το οποίο επιτρέπει στους επιστήμονες να δουν βαθιά κάτω από τα νέφη που καλύπτουν την ατμόσφαιρα του Δία και να αναλύσουν την δομή των πολλών θυελλών που μαίνονται πάνω από τον πλανήτη.

Έτσι, η NASA ανακάλυψε ότι κάποιες από τις θύελλες του Δία φτάνουν σε βάθος 100 χλμ κάτω από τα ανώτατα στρώματα των νεφών. Όμως στην περίπτωση της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας υπολογίζεται πως το βάθος της ξεπερνά τα 350 χλμ και μπορεί να φτάνει μέχρι και τα 500 χλμ. Συγκριτικά με το πλάτος της, το βάθος μπορεί να φαίνεται μικρό, ωστόσο και πάλι πρόκειται για ένα γιγαντιαίων διαστάσεων καιρικό φαινόμενο. Το μεγάλο βάθος των κυκλώνων σημαίνει ότι αυτοί καλύπτουν περιοχές πέρα από τα σημεία όπου συμπυκνώνεται το νερό και δημιουργούνται τα σύννεφα και κάτω από το βάθος στο οποίο ο ήλιος μπορεί να ζεστάνει την ατμόσφαιρα.

«Αυτό σημαίνει πως είναι μια γιγαντιαία καταιγίδα» ανέφερε στο The Verge ο Γιοχάι Κάσπι του Ινστιτούτου Επιστημών Βάιζμαν στο Ισραήλ, συνερευνητής στο πλαίσιο του προγράμματος του Juno. «Αν έφερνες αυτήν την καταιγίδα στη Γη, θα έφτανε μέχρι τον διαστημικό σταθμό. Οπότε είναι απλά ένα τέρας».

Παράλληλα, τα νέα στοιχεία δείχνουν ότι οι κυκλώνες του Δία είναι πιο θερμοί στην κορυφή τους με χαμηλή ατμοσφαιρική πυκνότητα, ενώ είναι πιο κρύοι στο βάθος τους με πιο υψηλή πυκνότητα. Από την άλλη, οι αντικυκλώνες, οι οποίοι στροβιλίζονται στην ανάποδη φορά, είναι ψυχρότεροι στην κορυφή και πιο θερμοί στο βάθος.

Μέχρι αυτή τη δεκαετία, ο καλύτερος τρόπος να μελετηθεί η επιφάνεια του Δία ήταν εξ αποστάσεως, χρησιμοποιώντας μέσα όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble ή άλλα επίγεια τηλεσκόπια. Τα όργανα αυτά βοήθησαν στην εξαγωγή συμπερασμάτων για το πλάτος της Κηλίδας, ωστόσο οι επιστήμονες μπορούσαν να κάνουν μόνο εικασίες για τη συνολική δομή της.

«Κάποιοι είκαζαν πως θα ήταν πολύ πολύ ρηχή, μερικές δεκάδες χιλιόμετρα», αναφέρει στο The Verge η Μάρζια Παρίσι, ερευνήτρια της ομάδας του Juno στο Jet Propulsion Laboratory της NASA. «Και κάποιοι άλλοι έλεγαν πως στη θεωρία θα μπορούσε να φτάνει μέχρι τον πυρήνα του Δία».

Το 2011 η NASA εκτόξευσε το διαστημόπλοιο Juno, ένα σκάφος που ήταν σχεδιασμένο για να φτάσει πιο κοντά στον Δία από οποιοδήποτε προηγούμενο σκάφος στο παρελθόν. Το Juno μετά από πέντε χρόνια ταξιδιού στο Διάστημα τέθηκε σε μια τροχιά γύρω από τον πλανήτη το 2016, η οποία το έφερνε πολύ κοντά του κάθε 53 ημέρες. Στο πλαίσιο αυτών των περασμάτων συγκέντρωσε τα περισσότερα από τα δεδομένα του για τον Δία και όσα μπορεί να συνέβαιναν στο εσωτερικό του.

Όπως αναφέρεται στην ιστοσελίδα της NASA, κατά τη διάρκεια του καθενός από τα 37 περάσματα πάνω από τον πλανήτη, μια ειδική ομάδα οργάνων «κοιτούσε» κάτω από τα νέφη του Δία.

Η πιο εντυπωσιακή συνεισφορά του Juno είναι ότι πέρασε και για πρώτη φορά πάνω από τους πόλους του Δία αποκαλύπτοντας περιοχές που δεν είχαν δει ποτέ οι άνθρωποι στο παρελθόν. Όμως, το 2019 οι επιστήμονες πίσω από την αποστολή έκαναν μερικές διαφοροποιήσεις στην τροχιά του και το προγραμμάτισαν έτσι ώστε να περάσει δύο φορές πάνω από την Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα, ώστε να την μελετήσουν καλύτερα και να καταλάβουν τι γίνεται μέσα σε αυτή.

«Στο παρελθόν το Juno μας εξέπληξε με ενδείξεις πως τα φαινόμενα στην ατμόσφαιρα του Δία πήγαιναν πιο βαθιά από ό,τι αναμενόταν» είπε ο Σκοτ Μπόλτον, επικεφαλής της έρευνας του Juno από το Southwest Research Institute στο Σαν Αντόνιο. «Τώρα αρχίζουμε να συνδέουμε αυτά τα μεμονωμένα κομμάτια και να αποκτάμε την πρώτη πραγματική κατανόηση ως προς το πώς λειτουργεί η όμορφη και βίαιη ατμόσφαιρα του Δία σε τρισδιάστατη μορφή».

Οι νέες ανακαλύψεις απαντούν σε βασικές απορίες, ωστόσο δημιουργούν νέα ερωτήματα. Ένα από αυτά είναι γιατί η θύελλα είναι βαθιά, μα όχι τόσο βαθιά όσο κάποιοι από τους γύρω αεροχειμάρρους (ρεύματα αέρα) που φτάνουν μέχρι και 3.000 χιλιόμετρα βάθος. «Είναι έκπληξη το ότι πάει τόσο βαθιά... μα είναι έκπληξη επίσης το ότι δεν πάει το ίδιο βαθιά με τους αεροχειμάρρους», τονίζει η Παρίσι. «Οπότε κάτι συμβαίνει στα 500 χλμ που βασικά αποδυναμώνει τη Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα».

Η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα

Η ασταμάτητη, κολοσσιαία θύελλα μαίνεται στην επιφάνεια του Δία για τουλάχιστον τρεις αιώνες και εντοπίζεται 22 μοίρες νοτίως του ισημερινού του Δία.

Η σημερινή Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα παρατηρείται από 1830 και έχει μελετηθεί καλά μόνο μετά από μία έντονη εμφάνισή της το 1879. Ωστόσο ήδη από τον 17ο αιώνα υπάρχουν αναφορές για αυτήν από αστρονόμους της εποχής, ωστόσο επειδή δεν υπήρξε συστηματική παρατήρησή της από τότε δεν είναι σίγουρο αν πρόκειται για την ίδια κηλίδα. Το γεγονός ότι η παρατήρησή της δεν συνεχίστηκε μέχρι και το 1830 θα μπορούσε να σημαίνει ότι η Κηλίδα διαλύθηκε και ξανασχηματίστηκε ή ξεθώριασε για ένα χρονικό διάστημα (συχνά καταγράφονται εναλλαγές στην έντασή της) ή ότι απλώς δεν υπάρχουν καταγεγραμμένα τα αντίστοιχα στοιχεία.

Συχνά η πρώτη παρατήρηση της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας αποδίδεται στον Ρόμπερτ Χουκ, ο οποίος περιέγραψε μία κηλίδα στον πλανήτη τον Μάιο του 1664. Ωστόσο, είναι πιθανό ότι η κηλίδα αυτή βρισκόταν σε μια άλλη λωρίδα, τη Βόρεια Ισημερινή Λωρίδα, ενώ η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα βρίσκεται στη Νότια Ισημερινή Λωρίδα (οι ανοικτόχρωμες «ταινίες» στην ορατή επιφάνεια του Δία ονομάζονται «ζώνες», ενώ οι σκουρόχρωμες ονομάζονται «λωρίδες»). Ένα χρόνο μετά, ο Τζοβάνι Ντομένικο Κασίνι έγραψε για μια «μόνιμη κηλίδα» στην επιφάνεια του πλανήτη. Με διακυμάνσεις στην ευκρίνειά της, η κηλίδα του Κασίνι παρατηρείτο από το 1665 έως το 1713. Ωστόσο, η επόμενη αναφορά στην κηλίδα γίνεται 118 χρόνια μετά, το 1830, κι έτσι η ταύτιση των δύο κηλίδων είναι αβέβαιη.

Αρκετά χρόνια νωρίτερα, ο Ιταλός Τζοβάνι Ριτσιόλι παραδίδει ότι το 1635 ο Λέανδρος Μπάντιος, αββάς του Ντάνισμπουργκ, «κάτοχος ενός ασυνήθιστου τηλεσκοπίου», παρατήρησε μία μεγάλη κηλίδα και την περιέγραψε ως «ωοειδή, ίση με το ένα έβδομο της διαμέτρου του Δία στο μέγιστο μήκος της». Σύμφωνα με τον Ριτσιόλι, «αυτά τα χαρακτηριστικά διακρίνονται σπανίως, και μόνο από τηλεσκόπιο εξαιρετικής ποιότητας σε μεγάλη μεγέθυνση».

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει παράλληλα ένας πίνακας του 1711, τον οποίο ζωγράφισε ο Ντονάτο Κρέτι και ο οποίος σήμερα βρίσκεται στο Βατικανό. Το έργο του ήταν μέρος μιας σειράς πινάκων που φιλοτεχνήθηκαν υπό την επίβλεψη του αστρονόμου Εουστάκιο Μανφρέντι ώστε να είναι ακριβείς. Στον πίνακα αυτό θεωρείται ότι βρίσκεται πιθανότατα η πρώτη γνωστή απεικόνιση της Μεγάλης Ερυθράς Κηλίδας και μάλιστα με ερυθρό χρώμα τη στιγμή που κανένα χαρακτηριστικό στην ορατή επιφάνεια του Δία δεν είχε περιγραφεί γραπτώς ως ερυθρό μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα.

Κατά τον 21ο αιώνα η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα μειώνεται σε διαστάσεις. Στις αρχές του 2004 είχε περίπου το μισό μήκος από ό,τι εκατό χρόνια νωρίτερα (24.000 έναντι 40.000 χιλιόμετρα, ενώ σήμερα έχει φτάσει τα 16.000 χλμ. Αν αυτή η τάση εξακολουθήσει με τον ίδιο ρυθμό, η κηλίδα θα λάβει κυκλικό σχήμα μέχρι το έτος 2040, παρότι αυτό θεωρείται απίθανο εξαιτίας των δυνάμεων που ασκούνται στο υλικό της από τα γειτονικά ατμοσφαιρικά ρεύματα.

Ο προστάτης πλανήτης Δίας

Ο Δίας είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης του Ηλιακού Συστήματος σε διαστάσεις και μάζα και είναι ήδη γνωστός από την αρχαιότητα με τους Αρχαίους Έλληνες να του δίνουν το όνομα του πατέρα των Θεών. Ο Δίας στην πραγματικότητα είναι ένας αέριος γίγαντας που αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, ενώ ο πυρήνας του θεωρείται ότι είναι συμπαγής δημιουργημένος από ένα μείγμα στοιχείων, ένα στρώμα υγρού μεταλλικού υδρογόνου με λίγο ήλιο που τον περιβάλλει, και ένα εξωτερικό στρώμα κυρίως από μοριακό υδρογόνο.

Ο Δίας είναι τόσο μεγάλος που θα μπορούσε να περιλάβει στο εσωτερικό του όλους τους άλλους πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος, ενώ θεωρείται ο «απορροφητήρας» του ηλιακού μας συστήματος. Λόγω του μεγέθους και της σύστασής του μπορεί να απορροφά όλα τα εν δυνάμει επικίνδυνα στοιχεία που εισέρχονται στο  ηλιακό σύστημα κι έτσι αυτά δεν φτάνουν ποτέ στους υπόλοιπους πλανήτης, περιλαμβανομένου της Γης, ώστε να τους απειλήσουν. Κατά κάποιο τρόπο συμβάλλει τα μέγιστα στη διατήρηση της ζωής και στον πλανήτη μας. Την ίδια στιγμή, το γεγονός ότι είναι ουσιαστικά μια τεράστια αέρια μάζα επιτρέπει τη δημιουργία συνεχών κυκλώνων, όπως η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα, και αεροχειμάρρων σε μεγέθη που δεν θα μπορούσαμε να συναντήσουμε ποτέ στη Γη.

ΠΗΓΗ: https://www.janus.gr/2021/11/h.html