MESURA I IDENTIFICACIÓ DELS DETALLS

Rep la denominació de sistema cada un dels períodes de rotació de referència que s'han adoptat per a Júpiter: a causa de la naturalesa ennuvolada de l'atmosfera del planeta, cap detall o formació posseeix un període de rotació constant que serveixi de referència per a un meridià 0 arbitrari, per la qual cosa han sigut adoptats dos Sistemes de rotació "visuals", anomenats Sistema I i Sistema II i un tercer o Sistema III, que s'aplica a les ones de ràdio decamètriques o com a referència del moviment dels detalls en ms-1, ja que es considera que ha de ser molt pròxim o igual al de l'interior de Júpiter (Riddle i Warwick, 1976). El Sistema I posseeix un període de 9h 50m 30.003s (rotació de 877°90/dia) i s'aplica als detalls de la Zona Equatorial, comprenent també les dues bandes contigues a aquesta, la NEBs i la SEBn i els detalls de la NTBs. El Sistema II amb un període de 9h 55m 40.632s (rotació de 870°27/dia) s'aplica a la resta del planeta, des de la NPR fins a la vora nord de la NEBs i de la SPR fins a la vora Sud de la SEBn. El Sistema III posseeix un període de 9h 55m 29.711s ±0.04s. Per tant els mesuraments de longitud dels detalls foscos de la NTBs es van efectuar en el sistema I.

Ja que els vòrtex es troben quasi en el punt més ràpid del jet a 24ºN, presenten una velocitat de deriva considerable, d'uns –2º per dia superior a la del SI, pel que la representació directa en la forma (longitud SI, temps) no subministra informació pel gran pendent de les rectes de deriva. Cal tenir en compte que aquestes taques efectuen aproximadament unes dues voltes al planeta (respecte del SI), en l'interval de temps que separen dues oposicions, i que per tant qualsevol comportament individual que tinguessin durant el període d'estudi és absolutament indetectable.

El més adequat és utilitzar un sistema especial, que anomerarem SE, que gira a la velocitat mitjama de les taques. En aquest SE els detalls seran pràcticament estacionaris i per tant fa possible efectuar la identificació tant de la continuïtat com d'altres comportaments.

Tal  com s'indica a la Figura 5, suposem que en t₀ es mesura una longitud l₀, i en t₁ una longitud l₁ per a una mateixa ennuvolada en un sistema genèric SG. La diferència de les longituds mesurades l'anomenarem Dl = l₁ – l₀. La deriva del detall en graus per unitat de temps es denominarà w i serà (si t₁ i t₀ son donats en dies tal com sol ser habitual, la unitat de temps serà el dia):

En comptes de donar la posició en el sistema SG, podem utilitzar un sistema especial SE en el que els detalls romanguen estacionaris. Per a això utilitzarem la transformació:

En aquest cas es pot comprovar que el detall roman estacionari, ja que per a t = t₀, es té que SE = SG = l₀, i per a t = t₁, SG = l₁ i novament SE = l₀. Per altra banda, al fer SG = l₀ per a t = t₀ es fan coincidir ambdos sistemes, SE i SG per a aqueix instant de temps.

Ja que les formacions fosques de la NTBs tenen en mitjana una velocitat de deriva pròxima a -1.96ºd^-1 respecte del SI, s'obté la gràfica de la Figura 6, en la que les posicions dels detalls apareixen pràcticament estacionàries. A la Figura 7 es dóna la identificació dels detalls, on s'ha procedit a identificar només aquells casos més clars assignant a cada un d'ells un número. A la Figura 8 es representa una projecció cilíndrica de la regió de la NTBs a partir d'imatges del Hubble Space Telescope on s'identifiquen els vòrtex d'acord amb la denominació de la Figura 7.

El primer resultat immediat és l'existència d'una continuïtat per a totes les taques fosques en el període de quatre anys comprés des de 1995 a 1998, i tal vegada la continuïtat d'alguns dels detalls pugui prolongar-se fins i tot al 1994. A causa de que són fragmentàries les observacions en el període que va de 1993 a 1994, no és possible prolongar la vida de cap detall des de 1991 a 1998 de forma fiable, però és molt probable que algun dels vòrtex hagi sobreviscut durant tot aquest temps. En qualsevol cas el període de 1995 a 1998 ja representa un rècord de longevitat per a qualsevol estructura observada en aquesta zona del planeta.

Per a cada un d'aquests objectes, la Taula 2 dóna una llista de les magnituds dinàmiques d'interès. Les latituds planetogràfiques estan calculades a partir de la mitjana de les mesures de latitud obtingudes a partir d'imatges del HST. Ja que les taques no posseeixen una velocitat de deriva constant, com es desprèn de les seves trajectòries corbades a la gràfica de derives, també s'han incloses estimacions de les fluctuacions màximes u’ de velocitat zonal sobre els detalls 1, 2, 3, 4, 5, 6 i 7, que són els que poden seguir-se durant més de temps, suposant que la latitud de les taques s'ha mantingut constant, hipòtesi aquesta última, que com es veurà més endavant a l'obtenir el perfil de velocitats zonals, pot considerar-se acceptable. Per descomptat, l'estimació de la vida en dies és una cota inferior, ja que per un costat la falta de mesures impedeixen establir si algun d'aquests detalls va sobreviure des de 1991 fins a 1998, i per un altre no sabem si al final de la presentació 1998-1999 els detalls van desaparèixer o si encara continuen presents a la NTBs.

Taula 2. Característiques dinàmiques de les taques fosques de la NTBs segons la identificació de la Figura 7. La vida en dies només es dóna per a aquells detalls on la continuïtat i individualitat dels mateixos estan ben establertes. La latitud mitjana planetogràfica està basada en imatges preses pel HST per als detalls de l'1 al 7, i en imatges preses des de terra per a la resta. wI és la deriva mitjana en graus per dia respecte al SI després d'efectuar un ajust per mínims quadrats. wIII és la deriva mitjana respecte del SIII. La conversió de wI a wIII es va efectuar tenint en compte que el SI s'avança -7.36 graus per dia respecte del SIII. La velocitat zonal mitja <u> està basada en la latitud mitja i en wI, i l'error probable ve donat per la incertesa en la mesura de la latitud. u’ representa les variacions de velocitat zonal màximes (+/-u’), veure el text per a detalls del seu càlcul. Tant <u> com u’ vénen donats en ms-1.

 

Figura 8. Projecció cilíndrica de la regió de la NTB muntada a partir d'imatges preses per la càmera WFPC2 del Hubble Space Telescope en llum blauva (filtre 410N, longitud d'ona efectiva de 410-nm) el 14 de maig de 1996. Les fletxes assenyalen els vòrtex que es perceben com a taques fosques sobre el límit sud de la NTB segons la nomenclatura introduïda a la Figura 7. La latitud planetogràfica es representa segons el Sistema III.

RESULTATS PRELIMINARS

Un resultat amb conseqüències importants de la Taula 2, és el fet que tots els detalls més longeus se situen pràcticament a una mateixa latitud entre 23º2N i 23º3N amb una dispersió per sota de 0º1, molt inferior als errors de les mesures individuals. També les velocitats de deriva són molt semblants (pràcticament idèntiques), la qual cosa és perfectament coherent amb el fet de que els detalls es troben tots a una mateixa latitud.

La Figura 6 també pot utilitzar-se com una eina per a sondejar el comportament del jet, ja que les taques fosques se situen en longituds que efectuen un mostratge de pràcticament tota la circumferència. Aquestes es mouen molt aproximadament en fase, és a dir, a la mateixa velocitat. Aquest comportament indica que a aquesta latitud els vents zonals són pràcticament independents de la longitud. Si la velocitat zonal no ho fóra, llavors els detalls presentarien moviments de deriva distints per a distintes longituds, que no és el que s'observa. Aquest comportament, no obstant això, no aclareix el problema de si en general el règim de vents zonals per a tot el planeta és independent de la longitud. Simon i Beebe (1996) indiquen que els seus mesuraments dels vents zonals sobre imatges dels Voyager 1 i 2 no evidencien variacions amb la longitud, mentre que Limaye (1986) i Magalhaes i col. (1990), després d'analitzar el mateix conjunt de dades, suggereixen que si existeixen variacions del perfil amb la longitud. L'única cosa que es pot afirmar amb seguretat en aquest cas és que en l'entorn sud del màxim del corrent en doll a 24ºN, els vents zonals es mantenen constants amb la longitud dins d'un marge d'uns 2 ms^-1.

El fet de que tots els detalls s'accelerin a partir del final de la presentació de 1996, suggereix que el règim de velocitats zonals també s'incrementa a partir d'aquella data, i que per tant s'està presenciant una possible alteració del pic del jet. Per descomptat, el màxim a 24ºN ha d'haver-se mantingut a velocitat pràcticament constant durant tot el període d'observació. De l'increment de velocitat de deriva es dedueix no obstant això que la velocitat zonal u se situa per sota de 130 ms^-1, al contrari d'allò afirmat per Simon (1999), qui assegura que al juliol de 1998, el seguiment de traçadors a 953nm mesurats en imatges del HST, donen valors de 180 ms^-1 per al màxim del jet. La falta d'accés a les imatges del HST, encara sota el període de moratòria d'un any, ha impedit confirmar-ho directament, però una u de 180 ms^-1 representa una velocitat de deriva de ~ -6è d^-1, valor molt per sota de l'observat per a tots els detalls fins al desembre de 1998.

La mesura dels vents zonals confirmarà que els vòrtex es mouen arrossegats pel fluix circumdant, encara que aquestes velocitats són sensiblement inferiors a les mesures a partir de les dades subministrades pels Voyager 1 i 2 en 1979. Encara que aquests detalls són petits, convé recordar que per a vòrtex més grans, com la GRS i les WOS, la discrepància entre les seves velocitats de deriva i la dels vents zonals en els que es troben poden ser degudes a diverses causes (Sánchez-Lavega, comunicació privada): 1) L'oval es mou no a la latitud del seu centroide geomètric sinó a la d'un altre punt. 2) Els ovals tenen una component de moviment propi, d'origen desconegut, respecte del fluix mitjà circumdant de forma que no actuen com a traçadors passius del fluid. 3) Els ovals tenen massa suficient, una vegada formats, com per a ser arrossegats més lentament que altres núvols petits que se suposen tracen el fluix zonal. 4) Es mouen com una ona amb velocitat de fase c = u(fluix mitjà) - u(observada) = <u> - u observat.

 

ELS VÒRTEX A ALTA RESOLUCIÓ. MORFOLOGIA