In Jupiters Grote Rode Vlek, een storm die al eeuwen woedt, beweegt de snelheid in zijn buitenste baan sneller dan de binnenste baan, en die snelheid blijft toenemen. Door langetermijngegevens in deze hogesnelheidsring te analyseren, ontdekten onderzoekers dat de winden tussen 2009 en 2020 met wel acht procent zijn toegenomen. Deze bevindingen konden alleen met de Hubble-telescoop worden gedaan. De telescoop heeft meer dan tien jaar aan regelmatige waarnemingen verzameld en werkt als een echte "stormwachter" voor de planeten in ons zonnestelsel.
Net als de snelheid van een oprukkende autocoureur, versnellen de winden in de buitenste 'baan' van Jupiters Grote Rode Vlek, een ontdekking die alleen mogelijk is gemaakt door NASA's Hubble-ruimtetelescoop, die de planeet al meer dan een decennium in de gaten houdt. Onderzoekers die de regelmatige stormrapporten van de Hubble-telescoop analyseerden, ontdekten dat de gemiddelde windsnelheid net binnen de grenzen van de storm, bekend als een hogesnelheidsring, tussen 2009 en 2020 met acht procent is toegenomen. De winden in de buurt van het binnenste van de rode vlek bewegen daarentegen aanzienlijk langzamer, als iemand die lui rondrijdt op een zonnige zondagmiddag. De karmozijnrode wolken van de enorme storm draaien tegen de klok in met snelheden van meer dan 400 mijl per uur, en de draaikolk is groter dan de aarde zelf. De rode vlek is legendarisch, deels omdat de mens hem al meer dan 150 jaar observeert.
"Toen ik de resultaten zag, vroeg ik me af: 'Is dit logisch?' Niemand heeft dit ooit eerder gezien," zei Michael Wong van de Universiteit van Californië, Berkeley, die de analyse leidde die vandaag in Geophysical Research Letters is gepubliceerd. "Maar dit is iets wat alleen Hubble kan doen. De lange levensduur van Hubble en de voortdurende observaties maken deze openbaring mogelijk." We gebruiken satellieten en vliegtuigen in een baan om de aarde om grote stormen op aarde in real time op de voet te volgen. "Omdat we geen stormjager-vliegtuig bij Jupiter hebben, kunnen we de winden ter plaatse niet continu meten," legde Amy Simon van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, die aan het onderzoek heeft bijgedragen, uit. "Hubble is de enige telescoop die de tijd en de ruimtelijke resolutie heeft om de winden van Jupiter in dit detail vast te leggen."
De verandering in windsnelheden die ze met Hubble hebben gemeten, bedraagt minder dan 1,6 mijl per uur per aardjaar. "We hebben het over zo'n kleine verandering dat als je geen elf jaar Hubble-gegevens had, we niet zouden weten dat het gebeurde," zei Simon. "Met Hubble hebben we de precisie die we nodig hebben om een trend te ontdekken." Doordat Hubble continu in de gaten wordt gehouden, kunnen onderzoekers de gegevens heel nauwkeurig opnieuw bekijken en analyseren terwijl ze er steeds meer aan toevoegen. De kleinste kenmerken die Hubble in de storm kan onthullen zijn slechts 105 mijl in doorsnee, ongeveer twee keer de lengte van de staat Rhode Island. "We hebben ontdekt dat de gemiddelde windsnelheid in de Grote Rode Vlek de afgelopen tien jaar licht is toegenomen," voegde Wong eraan toe. "We hebben één voorbeeld waar onze analyse van de tweedimensionale windkaart abrupte veranderingen vond in 2017, toen er een grote convectieve storm in de buurt was."
Om de overvloed aan gegevens van Hubble beter te kunnen analyseren, koos Wong voor een nieuwe benadering van zijn data-analyse. Hij gebruikte software om tienduizenden tot honderdduizenden windvectoren (richtingen en snelheden) te volgen telkens wanneer Jupiter door Hubble werd waargenomen. "Het gaf me een veel consistentere reeks snelheidsmetingen," legde Wong uit. "Ik voerde ook een reeks statistische tests uit om te bevestigen of het gerechtvaardigd was om dit een toename van de windsnelheid te noemen. Dat is het." Wat betekent de toename in snelheid? "Dat is moeilijk vast te stellen, omdat Hubble de onderkant van de storm niet goed kan zien. Alles onder de wolkentoppen is onzichtbaar in de gegevens," legt Wong uit. "Maar het is een interessant gegeven dat ons kan helpen begrijpen wat de Grote Rode Vlek voedt en hoe hij energie behoudt." Er is nog veel werk te doen om het volledig te begrijpen.
Astronomen bestuderen de 'koning' van de stormen in het zonnestelsel al sinds de jaren 1870. De grote rode vlek is een opwelling van materiaal uit het binnenste van Jupiter. Van opzij gezien heeft de storm een trapsgewijze bruidstaartstructuur met hoge wolken in het centrum die trapsgewijs naar de buitenste lagen aflopen. Astronomen hebben in waarnemingen van meer dan een eeuw opgemerkt dat de storm kleiner wordt en meer cirkelvormig dan ovaal. De huidige diameter is 10.000 mijl in doorsnee, wat betekent dat de aarde er nog steeds in past. Naast deze legendarische, langlevende storm hebben onderzoekers ook stormen op andere planeten waargenomen, waaronder Neptunus, waar ze de neiging hebben over het oppervlak van de planeet te trekken en in slechts enkele jaren te verdwijnen. Onderzoek als dit helpt wetenschappers niet alleen meer te weten te komen over de afzonderlijke planeten, maar ook conclusies te trekken over de onderliggende fysica die de stormen van planeten aandrijft en in stand houdt.
De meeste gegevens voor dit onderzoek zijn afkomstig van het OPAL-programma (Outer Planets Atmospheres Legacy) van de Hubble-telescoop. Dit programma biedt jaarlijks wereldwijde Hubble-beelden van de buitenplaneten, waardoor astronomen veranderingen in de stormen, winden en wolken van de planeten kunnen waarnemen.
Bron: Space Telescope Science Institute
