Grande Macchia Rossa: Stiamo forse per assistere alla fine dell’enorme ciclone

La Grande Macchia Rossa è sicuramente una delle caratteristiche più affascinanti del Sistema Solare. Si tratta di una enorme tempesta anticiclonica, situata a 22° sotto l’equatore di Giove che, per quanto ne sappiamo, dura da almeno tre secoli. Pensate che la Grande Macchia Rossa potrebbe contenere al suo interno tre pianeti come la Terra.

Grande Macchia Rossa
La Grande Macchia Rossa fotografata dalla sonda Juno

La tempesta ruota in senso antiorario con un periodo di circa sei giorni terrestri, equivalenti a 14 giorni su Giove. Le sue dimensioni sono pari a 24.000 – 40.000 km nella direzione est – ovest e 12.000 – 14.000 km in nord – sud. Dalle osservazioni registrate nel corso dei secoli, sappiamo che la Grande Macchia Rossa ha cambiato forma e dimensioni. Attualmente, se la tendenza rimarrà confermata, la tempesta dovrebbe diventare circolare, anche se questo fatto sarebbe ostacolato dalle fortissime correnti a getto nelle sue immediate vicinanze. In particolare, sono state osservate le seguenti variazioni nella larghezza della Grande Macchia Rossa:

  • A fine Ottocento, preso atto comunque della tecnologia meno sofisticata in possesso dagli astronomi, la tempesta era larga 41.000 km.
  • Durante il fly-by della sonda Voyager 2, nel 1979, è stata misurata una dimensione pari a 23.000 km.
  • Nel 1995 la Grande Macchia Rossa era larga circa 20.000 km.
  • Nel 2014, il telescopio spaziale Hubble ha misurato una larghezza pari a 14.000 km.

Secondo gli astronomi, la Grande Macchia Rossa presenta una temperatura pari a  113° K, la quale è inferiore agli altri strati di nubi dell’atmosfera di Giove, e questo fa in modo che la tempesta si trovi a quote più elevate. In particolare, lo strato centrale della Grande Macchia Rossa svetta di circa 8 kmrispetto agli strati circostanti. La Grande Macchia Rossa è confinata a nord e a sud da potenti correnti a getto. Nella parte esterna della tempesta, i venti soffiano a circa 432 km/h mentre nella parte centrale la situazione è molto più tranquilla.

Non è chiaro ancora perchè la tempesta abbia questa colorazione rossa, che tra l’altro non è neanche costante nel tempo: secondo alcuni, dal punto di vista della composizione chimica, la Grande Macchia Rossa conterrebbe complesse molecole organiche o composti del fosforo o dello zolfo.

La parte centrale della Grande Macchia Rossa, di colore rosso – arancione, secondo gli ultimissimi studi, sarebbe una regione leggermente più calda rispetto al resto della tempesta, e questa leggera differenza di temperatura sarebbe in grado di innescare una rotazione in senso orario del nucleo, rispetto al resto della tempesta che ruota in senso antiorario.

A questo punto potreste chiedervi, perchè la tempesta dura da così tanto tempo? La risposta è che su Giove, non essendoci una superficie solida come sulla Terra con la quale vi possa essere attrito, la tempesta tende a mantenere molto più facilmente il suo momento angolare e quindi continua nel suo moto di rotazione per secoli.

Grazie alla sonda Juno, lanciata nel 2011 e arrivata nell’orbita di Giove nel 2016, è stato possibile esaminare molto accuratamente la Grande Macchia Rossa, anche in profondità. Grazie al Microwave Radiometer (MWR) presente a bordo della sonda, gli astronomi hanno scoperto che le radici della tempesta arrivano fino a 300 km di profondità, ben oltre il più profondo degli oceani terrestri.

grande macchia rossa
I dati sulla Grande Macchia Rossa raccolti dallo strumento MWR della sonda spaziale Juno.

Andy Ingersoll, professore di scienze planetarie a Caltech, così ha commentato:

Juno ha scoperto che le radici della Grande Macchia Rossa sono dalle 50 alle 100 volte più profonde degli oceani della Terra e sono più calde alla base di quanto non siano in cima. I venti sono associati a differenze di temperatura, e il calore della base della macchia, spiegano i venti feroci che vediamo in cima all’atmosfera.

Nuove misure rivelano che la Grande Macchia Rossa si sta esaurendo

Se ne parla da 350 anni almeno: è la più formidabile tempesta del Sistema Solare, chiamata Grande Macchia Rossa, su Giove, e si può osservare facilmente anche con un telescopio amatoriale. È stata una compagna sempre presente, fin dalle prime osservazioni – di incerta paternità tra Hooke (1664) e Cassini (1665): la novità, adesso, è che pare che si stia esaurendo e che forse assisteremo alla fine dell’uragano, dopo oltre tre secoli – per fare un confronto, sulla Terra l’uragano che ha vissuto di più fu il ciclone John, che nel 1994 imperversò sul Pacifico per… 31 giorni.

Nel luglio del 2017, durante il passaggio ravvicinato della sonda Juno (Nasa) sull’area della Macchia Rossa, sono state scattate meravigliose immagini che hanno permesso di capire meglio la struttura interna dell’imponente ciclone.

«Le dimensioni e le caratteristiche della Terra non permettono agli uragani di durare per centinaia di anni perché, a differenza di Giove, la nostra atmosfera non ha lo spessore di decine di migliaia di chilometri», afferma Glenn Orton, del gruppo di ricerca della missione Juno. Sulla Terra, tutto ciò che avviene in atmosfera deve fare i conti con la terraferma e gli oceani, che sono invece assenti sul gigante gassoso del Sistema Solare.

Grande Macchia Rossa
Animazione della Grande Macchia Rossa.

In ogni caso, anche la Grande Macchia Rossa è un’eccezione: «Non tutte le tempeste di Giove hanno vita lunga», prosegue il ricercatore, «e per capire perché si è trasformata nel fenomeno che è, la si deve immaginare come un ruota che continua a girare perché è ingabbiata tra due nastri trasportatori, in qualche modo analoghi alle nostre correnti a getto, che si muovono l’uno in direzione opposta all’altro». Le due correnti dell’alta atmosfera gioviana sono flussi di venti che viaggiano a molte centinaia di chilometri l’ora, impartendo grande forza alle tempeste coinvolte nei flussi.

Grande Macchia Rossa
Foto a confronto: l’evoluzione della Grande Macchia Rossa dal 1995 al 2014

La sonda Juno sorvolerà di nuovo l’area in prossimità della Grande Macchia Rossa nell’aprile del 2018, poi di nuovo a luglio e a settembre del 2019 e forse un’altra volta nel dicembre 2020, ma mai il punto di vista della navicella sarà così ottimale come durante il passaggio dello scorso anno.

«Saranno comunque occasioni d’oro per cogliere informazioni sul grande ciclone e per capire la sua evoluzione», aggiunge Orton. «Di certo, però, sappiamo che il ciclone non è eterno: rispetto alle precise osservazioni effettuate nel 1879, quando si stimò che il diametro della tempesta era quattro volte quello della Terra, un secolo dopo, quando nel 1979 venne sorvolata dalla sonda Voyager, si calcolò che le dimensioni si erano ridotte a non più di due diametri terrestri, circa 24.000 km. Oggi siamo a circa 1,3 diametri terrestri.»

Di questo passo potrebbe scomparire nell’arco di pochi decenni. Allo stesso modo potrebbe esaurirsi e scomparire anche un’altra tempesta notevole, sebbene piccola rispetto alla Grande Macchia Rossa: un uragano di lunga durata su Nettuno, tenuto sotto osservazione dal telescopio spaziale Hubble dal 1994, grande “appena” quanto un continente sulla Terra.

Domande ancora senza risposta sulla Tempesta Perfetta

Da quanto tempo è lì? Oltre al record di dimensioni, la Grande Macchia Rossa detiene quello di persistenza. Ben nota già agli astronomi di epoca vittoriana, che nell’Ottocento la riproducevano nei disegni e descrivevano attentamente, fu osservata – pare – anche in precedenza.

Si dice che Robert Hooke, geologo e fisico inglese, l’avesse avvistata già nel 1664 (ma in una posizione “sbagliata”: nella banda equatoriale settentrionale, e non meridionale, dove appare oggi). L’anno seguente la descrisse, in maniera più convincente, anche l’astronomo italiano Giovanni Cassini. Possiamo dunque supporre che la tempesta si trovi in quella posizione da quasi quattro secoli – o da prima, quando mancavano gli strumenti per osservarla. Ma che cosa la rende così persistente, e perché non ha eguali nel Sistema Solare?

Si sta rimpicciolendo. Ma sparirà? Le dimensioni della Grande Macchia Rossa sono monitorate da molti anni. Nel 1979 la sonda Voyager 1 stabilì che il suo diametro era di circa 25 mila km, ora siamo a poco più di 16 mila. Tuttavia, il restringimento non appare uniforme: la tempesta ha attraversato un rapido rimpicciolimento dal 2012 al 2014; attualmente la riduzione sembra aver rallentato, ma è impossibile dire se la vedremo gradualmente scomparire o se la Macchia rimarrà una caratteristica distintiva dell’atmosfera gioviana.

Grande Macchia Rossa
Nelle immagini della sonda Voyager 2, la Grande Macchia Rossa appariva molto più allungata.

Da cosa è alimentata? Simile a una pallina che rotola tra due bande di nuvole gioviane, la Grande Macchia Rossa finisce per cannibalizzare ogni più piccolo vortice generato dalle potenti correnti a getto dell’atmosfera del pianeta. Può darsi che queste tempeste minori forniscano l’energia e il momento angolare – l’impulso a ruotare – alla macchia, ma non è possibile stabilirlo con certezza.

Alcune ipotesi vogliono che al centro del vortice ci sia del materiale in risalita che trasporta calore verso l’alto e aiuta a tenere attiva la tempesta. Le nuove immagini ad alta risoluzione mostrano il cuore della Grande Macchia gioviana di un colore rosso più intenso: un dato che si rivelerà prezioso per studiare le dinamiche di alimentazione del ciclone.

gramde macchia rossa
Il nucleo di color rosso intenso presenta venti più statici e stagnanti, come nell’occhio di un uragano terrestre.

Quanto è profonda? Se potessimo mettere un pallone atmosferico al limitare della Grande Macchia Rossa, gli occorrerebbero 3,5 giorni per percorrere, sospinto, l’intero ciclone. Ma quanto scenderebbe? La macchia è una caratteristica superficiale o si estende fino a lambire gli strati più interni del pianeta (un fatto che ne spiegherebbe, in parte, la sua persistenza)? A differenza di quanto avviene per gli uragani terrestri, non esiste, sotto, un oceano che la alimenti col suo calore. Le misure gravimetriche della sonda e i dati raccolti dal suo radiometro a microonde permetteranno di comprendere meglio che cosa vi sia nel cuore della macchia.

grande macchia rossa
Una delle foto acquisite l’11 luglio, con un dettaglio senza precedenti.

Perchè è rossa? Dopo secoli di osservazioni, ancora non siamo riusciti a stabilirlo. Tanto per cominciare, non è sempre rossa: periodicamente si tinge di color ruggine, a volte è arancione, altre volte color salmone. Le varie tonalità “calde” potrebbero dipendere dalla reazione delle sostanze chimiche sospinte negli strati più alti del vortice alla luce solare. Zolfo, fosforo e idrocarburi potrebbero reagire dando origine al caratteristico colore. Un altro mistero sul quale i dati di Juno potrebbero fare luce.

Il suo nucleo è caldo? Le nubi superficiali della Grande Macchia Rossa sono fredde perché, lì, i gas si espandono e condensano in cristalli di ghiaccio. Le immagini a infrarosso, però, ci dicono che il cuore della tempesta (corrispondente al colore rosso scuro) è caldo, forse per via di una stagnazione dei venti. Ma allora quali sono le temperature nel nucleo, cioè nella zona più profonda del vortice? Come si può intuire, i dati raccolti dalla sonda erano quanto mai attesi.

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Un’analisi più dettagliata delle varie componenti del vortice, in base ai colori delle nuvole

Stiamo forse per assistere alla fine dell’enorme ciclone

In questo periodo, astrofili di ogni parte del mondo seguono con attenzione l’evoluzione della Grande Macchia Rossa di Giove: sembra che la gigantesca tempesta si stia sfaldando sempre più rapidamente, confermando così le ipotesi fatte sulla base dei dati trasmessi dalla sonda Juno nel 2017.

«Non ho mai visto nulla del genere in 17 anni di riprese fotografiche di Giove», racconta l’astrofilo australiano Anthony Wesley, autore dell’immagine qui sopra, scattata il 19 maggio scorso, dove si vede bene la scia di gas che si stacca dal corpo della Grande Macchia, come il braccio di una spirale. Il pennacchio è enorme: si estende per oltre 10.000 chilometri dal margine della tempesta e una corrente a getto sembra portarselo via. Wesley afferma che da qualche mese a questa parte osserva mediamente una volta alla settimana una scia di gas che si stacca dalla Grande Macchia. Qualcosa del genere era già stata osservata in passato: nel maggio del 2017 era stata segnalata una scia (ma più piccola) da alcuni ricercatori al telescopio Gemini North (Hawaii).

La Grande Macchia Rossa di Giove è la più grande tempesta in atto nel Sistema Solare: un “anticiclone” più grande dell’intera Terra, con venti che soffiano a 550 chilometri all’ora. Negli ultimi decenni si è ridotta, e oggi potrebbe inglobare la Terra forse “solo” una volta (in passato ce ne stavano anche tre, di Terre, lì dentro). L’inattesa accelerazione del fenomeno porterebbe a pensare che la tempesta sia arrivata alla sua fase finale: è possibile che nell’arco di poco tempo la Great Red Spotnon sarà più l’imponente protagonista delle più spettacolari fotografie del gigante gassoso del Sistema Solare.

 

Riferimenti e approfondimenti

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