¿Qué edad tiene la Gran Mancha Roja de Júpiter?

Todos hemos oído hablar de la Gran Mancha Roja de Júpiter. Es una característica que parece inamovible y que a veces caemos en el error de pensar que siempre ha estado y estará ahí. Sin embargo, este impresionante fenómeno meteorológico en la atmósfera del planeta gigante gaseoso, sin duda, la más reconocible, tuvo un inicio y tendrá un final. Ahora, gracias a una investigación liderada por el español Agustín Sánchez-Lavega, investigador en la Escuela de Ingeniería de Bilbao (UPV/EHU), sabemos no solo la edad que tiene la característica más reconocible de Júpiter, sino también cómo se originó.

Para ello, el equipo de científicos que ha coordinado Sánchez-Lavega ha analizado las observaciones históricas del planeta Júpiter desde el siglo XVII. Después, con los datos recopilados, el equipo ha desarrollado modelos numéricos con el fin de explicar tanto su edad como su origen.

¿Qué es la Gran Mancha Roja?

Antes de continuar con la investigación de Sánchez-Lavega, vamos a poner en contexto la situación. Para ello vamos a responder a la pregunta que encabeza este apartado: ¿Qué es la Gran Mancha Roja?

Júpiter
Imagen de la Gran Mancha Roja captada por la sonda Juno que nos muestra una perspectiva atípica || Créditos: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill.

La Gran Mancha Roja sabemos que es un enorme remolino anticiclónico cuyos vientos soplan a una velocidad del orden de 450 km/h. Su tamaño se aproxima al diámetro de la Tierra y su color rojizo hace que sea fácilmente perceptible incluso con un telescopio de aficionado. Se trata además del vórtice más grande y longevo de todos los que se han conocido en las atmósferas de los planetas del sistema solar.

Las corrientes de aire en Júpiter tienen un comportamiento curioso. Fluyen en bandas paralelas al ecuador joviano, alternando su dirección en cada una de ellas. Por ejemplo, al norte de la Gran Mancha Roja, los vientos soplan hacia el oeste a unos 180 km/h. Al sur, lo hacen hacia el este a unos 150 km/h. Estos vientos en direcciones contrarias generan un efecto cizalla de norte a sur, algo que afecta a la dinámica de la Gran Mancha Roja.

La edad de la Gran Mancha Roja

La idea de establecer el origen de la Gran Mancha Roja la inicia Giovanni Cassini, cuando en 1665 detectó en la misma latitud donde hoy encontramos la Gran Mancha Roja. Cassini la llamó «Mancha Permanente» ya que fue observada por él y otros astrónomos hasta 1713.

Se perdió su rastro durante 118 años y fue en 1831 cuando Samuel H. Swabe observó una estructura ovalada en la misma latitud que hoy tenemos la Gran Mancha Roja. Esto puede considerarse como la primera observación de la actual. Desde entonces, la GRS se ha observado regularmente por todo tipo de telescopios así como por las misiones espaciales que han visitado y están visitando Júpiter.

gran mancha roja
Composición que respresenta la Mancha Permanente y la Gran Mancha Roja. Todas las figuras muestran la vista astronómica de Júpiter, es decir, el sur arriba y el este a la izquierda para así poder preservar las notas de los dibujos. (a) Dibujo de la Mancha Permanente realizado por Cassini el 19 de enero de 1672. (b) Dibujo de Swabe realizado el 10 de mayo de 1851, que muestra la Gran Mancha Roja como un óvalo con los límites claramente marcados. (c) Fotografía de A. A. Common tomada el 3 de septiembre de 1879 donde la Gran Mancha Roja se destaca como un óvalo oscuro debido a su color rojo y el filtro usado. (d) Fotografía tomada desde el Observatorio Lick el 14 de octubre de 1890 con un filtro amarillo || Créditos: Sánchez-Lavega et al (2024)/Geophys. Res. Lett.

Descartando opciones

En el estudio liderado por Sánchez-Lavega se ha analizado la Gran Mancha Roja a nivel de evolución del tamaño, estructura y movimientos. Lo ha hecho tanto con la «Mancha Permanente» de Cassini como de la Gran Mancha Roja que observó Swabe por primera vez. «De las medidas de tamaños y movimientos deducimos que es altamente improbable que la actual Gran Mancha Roja fuera la Mancha Permanente observada por Cassini. Probablemente, la Mancha Permanente desapareció en algún momento entre mediados de los siglos XVIII y XIX. Así que podemos decir que la Gran Mancha Roja tiene al menos, por ahora, una longevidad de más de 190 años”, explica Sánchez-Lavega.

Una mancha que cambia de forma

Según los datos que se extraen de esta investigación, en el año 1879 la Gran Mancha Roja tendría una forma claramente elíptica con un tamaño de unos 39.000 km en su eje mayor. Después, se ha ido contrayendo ese eje, aproximándose la forma a una circunferencia. Ahora, ese mismo eje mide unos 14.000 km.

Además, desde la década de 1970, varias misiones espaciales han estudiado de cerca ese fenómeno atmosférico. La misión Juno, activa a día de hoy, está orbitando Júpiter y nos ha mostrado que la Gran Mancha Roja tiene una profundidad de unos 500 km.

¿Cómo se formó la Gran Mancha Roja?

El equipo de investigadores también utilizó superordenadores como el MareNostrum de la Red Española de Supercomputación. Les dieron uso para que analizaran dos tipos de modelos complementarios para estudiar el comportamiento de otros vórtices en la atmósfera de Júpiter. Asimismo, estudiaron diferentes mecanismos para explicar un posible origen de la Gran Mancha Roja.

Posibles orígenes

Una de las hipótesis es que se crease mediante la erupción de una gigantesca tormenta, similar a las que en contadas ocasiones se han visto en Saturno. Otra opción es mediante la fusión de múltiples vórtices más pequeños creados por el efecto cizalla de las corrientes de aire. Sin embargo, los resultados obtenidos apuntan a la formación de un anticiclón, que tendría unas propiedades tanto en forma como en dinámica distintas a las que presenta la Gran Mancha Roja.

“Pensamos que si se hubiera producido uno de estos fenómenos inusuales, seguramente él o sus consecuencias en la atmósfera, habrían sido observadas y reportadas por los astrónomos de la época”, explica Sánchez-Lavega.

La mejor alternativa

También realizaron una tercera simulación donde tuvieron en cuenta una inestabilidad atmosférica observada anteriormente en Júpiter. En este fenómeno, los vientos afectados por la inestabilidad pueden generar una célula que los encierra, formando así un proto vórtice. Conforme esa célula se fuese encogiendo, se compactaría y formaría la Gran Mancha Roja que conocemos desde finales del siglo XIX.

¿Se han observado estas grandes células alargadas en Júpiter? Lo cierto es que sí, y han dado lugar a otros vórtices, aunque no tan gigantescos como la Gran Mancha Roja. «En nuestras simulaciones hemos encontrado que las células alargadas son estables cuando rotan por su periferia con la velocidad de los vientos de Júpiter, tal y como se esperaría cuando se forman por esta inestabilidad”, afirma Enrique García-Melendo, investigador del Departamento de Física de la Universidad Politécnica de Cataluña – BarcelonaTech (UPC), y coautor del artículo.

gran mancha roja
Izquierda: dibujo de Júpiter realizado por S. Swabe el 10 de mayo de 1851 con la Gran Mancha Roja marcada con un óvalo de color rojo. Derecha: modelo de simulación numérica de una larga célula de rotación lenta, superpuesta sobre una imagen reciente tomada por el Hubble || Créditos:
 UPC

¿A qué solución han llegado los científicos?

Finalmente, los investigadores concluyen que si la velocidad de rotación del proto vórtice es menor que la de los vientos circundantes, se fragmenta e impidiendo la formación de un vórtice estable. Por otro lado, si es muy alta, las propiedades resultantes serían distintas de las que presenta la Gran Mancha Roja.

Las futuras investigaciones estarán encaminadas a intentar reproducir el encogimiento de la Gran Mancha Roja para poder conocer con más detalle los mecanismos físicos que hacen que se mantenga en el tiempo. También se tiene en mente hacer pronósticos para ver si este fenómeno atmosférico se desintegrará y desparecerá al alcanzar un tamaño límite tal y como le ocurrió a la Mancha Permanente observada por Cassini. Por otro lado, también cabe la opción de que se estabilice en ese tamaño límite y pueda perdurar muchos años más.

Artículos científicos relacionados

Sánchez-Lavega, A. et al (2024). The Origin of Jupiter’s Great Red Spot. Geophysical Research Letters, 51, iss. 12, e2024GL108993. DOI: 10.1029/2024GL108993 (Ver).

Referencias

  • Determinada la edad y el origen de la Gran Mancha Roja de Júpiter. El confidencial (Ver).

1 Comentario

Deja tu comentario

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.