木星の大赤斑はゼリーのように揺れる

月がチーズでできていると言われるなら（実際はそうではない）、木星の有名な大赤斑（GRS）はボウルに入ったゼリーのようなものだ。太陽系最大の惑星にあるこの巨大な高気圧を新たに観察したところ、それが揺れているのが分かった。これらの観測は、2023年12月から2024年3月までの90日間にわたってNASAのハッブル宇宙望遠鏡で行われ、天文学者はGRSの揺れる様子をタイムラプス映像でまとめることができた。この観測結果は、10月9日に惑星科学ジャーナルに掲載された研究で詳述されている。

「その動きが経度によってわずかに変化することはわかっていましたが、大きさが振動するとは予想していませんでした。私たちが知る限り、これまで確認されたことはありません」と、研究の共著者でNASAゴダード宇宙飛行センターの天文学者エイミー・サイモン氏は声明で述べた。「大赤斑の適切な画像化リズムをとったのは、これが初めてです。ハッブルの高解像度により、大赤斑は明らかに、動きが速くなったり遅くなったりしながら、同時に縮んだり縮んだりしていると言えます。これはまったく予想外のことで、現時点では流体力学的説明はありません。」

大赤斑は高気圧、つまり惑星の南半球では高気圧の中心の周りを反時計回りに、北半球では時計回りに回転する大規模な風系です。木星の大赤斑は地球を飲み込み、少なくとも 150 年間は嵐のような状態に陥らせるほどの大きさです。ハッブル宇宙望遠鏡は、外惑星大気レガシー プログラム (OPAL) を通じて木星と太陽系の外惑星すべてを監視しますが、これらの新しい観測結果は、大赤斑とそのすべての驚きを研究することに専念するプログラムによるものです。太陽系の大規模な嵐の背後にあるメカニズムを理解することで、地球のハリケーンの理論をより広い宇宙の文脈に置くことができます。この知識は、他の星の周りの惑星の気象をよりよく理解するために応用できます。

研究では、サイモン氏のチームはハッブル望遠鏡を使って大赤斑にズームインし、その大きさ、形、そして色の微妙な変化を詳細に観察した。大赤斑では日々多くのことが変化するが、そのひとつが紫外線観測で、大赤斑が振動周期で最大サイズになるときに嵐の明確な中心が最も明るくなる点を示している。チームによると、これは上層大気のもやによる吸収が少ないことを示しているという。

「大赤斑は加速したり減速したりするにつれ、その北と南の風の強いジェット気流に逆らって押し付けられる」と、研究の共著者でカリフォルニア大学バークレー校の惑星科学者マイク・ウォン氏は声明で述べた。「これは、真ん中に具材を入れすぎるとパンのスライスが膨らんでしまうサンドイッチに似ている」

対照的に、海王星には、強いジェット気流に捕らわれずに緯度方向に広く移動する暗い斑点がある。木星の大赤斑は、地球上の望遠鏡で観測され始めて以来、南緯に位置し、ジェット気流の間に閉じ込められてきた。

[関連:木星の大赤斑は縮小し続けている。]

研究チームは、10年前にOPALプログラムが始まって以来、大赤斑が縮小し続ける様子を観察してきた。研究チームは、大赤斑がさらに小さくなり、最終的には安定した細長い形になるだろうと予測している。

「現在、大赤斑は風の場に対して緯度帯を過剰に満たしています。その帯内で縮小すると、風が大赤斑をその位置に保持することになります」とサイモン氏は語った。研究チームは、大赤斑の大きさはおそらく安定すると予測しているが、今のところハッブルは 1 回の振動周期しか観測していない。