Симфония 13 миллиардов лет: звуки Солнечной системы и далеких звезд
«Музыка» космоса — известный метод исследований, при котором различные космические объекты подвергают «озвучке». Космос наполнен электромагнитными (и не только) волнами самых разных частот: рентгеновское и гамма- излучение, ультрафиолет, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны. Некоторые волны мы можем усилить и перевести в звуковые сигналы.
Преобразовывать космическое излучение в звуковые волны можно для двух целей:
- сбора информации в повторяющихся паттернах звука и поиск закономерности, т.е. получение определенного набора данных для исследований;
- получения эстетическое удовольствие.
Ученые постоянно выкладывают сборники космической «музыки» (не приходится сетовать на редкий выход новых «альбомов»), поэтому каждый может составить собственную картотеку звуков вселенной, заняться научными поисками, сделать ремикс. Или просто послушать концерт в исполнении Марса.
«Дыхание» вселенной
Гравитационные волны, зарегистрированные недавно обсерваторией LIGO, преобразовали в звуковые. Колебания частоты звука соответствует колебанию частоты гравитационных волн.
Ученым Института теоретической физики Ватерлоо так понравился этот звук, что на его основе они записали блюз.
Шум из далекого космоса
Так называемые быстрые радиовсплески (FRB) — это единичные радиоимпульсы длительностью несколько миллисекунд неизвестной природы, регистрируемые радиотелескопами по всему миру. Типичная энергия всплесков, по оценкам, эквивалентна выбросу в космическое пространство энергии, испускаемой Солнцем в течение нескольких десятков тысяч лет.
Впервые и абсолютно случайно быстрый радиовсплеск был обнаружен в феврале 2007 года. Потребовалось 10 лет исследований, чтобы установить источник импульсов, который находится в карликовой галактике в 3 млрд световых лет от Земли. Однако что именно вызывает всплески длинных волн в конце электромагнитного спектра, остается предметом дискуссий.
Как «звучат» все планеты Солнечной системы
Как распространяется звук на поверхности наших ближайших соседей? Да, у Меркурия нет атмосферы, и на его поверхности было бы очень тихо. Тем не менее можно услышать вибрации, если прижать ухо к земле. Напротив, у Венеры очень плотная атмосфера из углекислого газа и азота. Звуковые волны могут ощущаться приглушенными, потому что они проходят через нечто более плотное, чем воздух, но менее плотное, чем вода.
На Марсе очень тихо, а вот Юпитер, вероятно, является одной из самых громких планет в солнечной системе — у газового гиганта много облачных слоев, поэтому любой шум создаст много отскоков. Теоретически один звук будет иметь многочисленные эхо-сигналы. Эти и другие звуки можно послушать в ролике выше.
Звуки Красной планеты
Подробнее о Марсе. Ролик записан в период с января 2004 года по апрель 2015 года и демонстрирует путь в 42,2 километра.
Микрофон Opportunity использовался на приборе, предназначенном для измерения химического состава горных пород и почвы путем их испарения по технологии лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии. Лазер «выстреливает» в мишень, которая «взрывается» в виде плазмы и создает очень резкую волну давления, акустический сигнал которой пропорционален массе разрушаемого образца. Использование микрофона для настройки, калибровки и фокусировки лазера помогает улучшить работу инструмента, но в то же время позволяет записать множество новых звуков с поверхности Красной планеты.
Лебединая песнь Cassini
Аппарат Cassini, который скоро пожертвует собой ради науки, записал звуки ударов сотен кольцевых частиц в секунду, которые испарялись в электрически возбужденный газ.
Звуки грозы на Сатурне
Cassini также отправляет ученым звуки, передающие хаотичное движение глубоко в атмосфере под облаками Сатурна.
Оркестр TRAPPIST-1
Канадские астрофизики озвучили движение экзопланет в системе TRAPPIST-1. Орбиты планет этой системы лежат близко к центральной звезде — так, год на шестой планете длится чуть больше 12 дней. Орбиты небесных тел известны лишь с некоторой точностью, известно, что периоды планет соотносятся попарно почти как целые числа — резонансы. Например, резонанс 2:3 означает, что на три оборота одной планеты приходится в точности два оборота другой планеты.
Астрофизик Мэтт Руссо визуализировал и создал аудиозапись резонансов. Когда экзопланета совершает транзит перед звездой, играет нота, частота которой связана с периодом обращения небесного тела. Когда две планеты сближаются — звучит удар в барабан. Кроме того, в записи используются данные об изменениях в яркости звезды.
«Кошачье» мурлыканье кометы Чурюмова-Герасименко
Ученые Европейского космического агентства использовали свой корабль «Розетта», чтобы записать звук, издаваемый кометой Чурюмова-Герасименко вследствии колебания магнитного поля. Чтобы мы могли услышать этот звук, его частота была увеличена примерно в 10 000 раз.
Космические сонаты
Озвученная версия одного из самых мощных взрывов во вселенной — гамма-всплеска GRB 080916C. Воспроизводимые ноты представляют собой соответствие гамма-лучам, полученным космическим телескопом Fermi Gamma-ray Space Telescope.
Это видео является компиляцией 241 сверхновых J1 типа Ia, появившихся в результате взрывов белых карликов. Каждой сверхновой была назначена нота, которая игралась по следующим правилам:
- громкость ноты — расстояние до сверхновой, причем более отдаленная сверхновая становилась тише и слабее;
- протяженность — определялась параметрами светимости сверхновой;
- инструмент, на котором играли ноту — сверхновые, расположенные в крупных галактиках, игрались на контрабасе, в то время как сверхновые, находящиеся в менее крупных галактиках, игрались на рояле.
Солнечный хорал
Вы слышите запись, сделанную в период с 1998 по 2010 гг. спектрометром на борту космического корабля Advanced Composition Explorer NASA, замерявшего скорость солнечного ветра. В общей сложности 88 840 сэмплов, собранных за 12-летний период, были сжаты для создания двух секунд аудио (файл был зациклен). 27-дневный солнечный период вращения звучит как шум с частотой около 68,5 Гц.
Последний аккорд сегодня сыграют ученые Бирмингемского университета, представившие аудиозаписи звучания древнейших звезд Млечного Пути, на основе данных, собранных космическим телескопом «Кеплер». Астрономы измерили акустические колебания нескольких древних звезд в скоплении M4 и на их основе воссоздали звуки.
Источник
Журнал «Все о Космосе»
Звуки Космоса
Космическая музыка: Юпитер
Мощные порывы солнечного ветра, сталкиваясь с ионосферой Юпитера, рождают гулкие звуки космического «гонга», которые сменяются мелодией «небесного маяка». Крупнейшая планета Солнечной системы ведет с нашим подсознанием мистическую беседу, как будто делится тайнами Вселенной.
Благодаря сотрудникам нескольких американских университетов и агентств, изучающих Космос, стало возможным создание этой записи. Однако особой чести достоин человек, без деятельности которого звуки Вселенной никогда бы не были записаны, — Фред Шарф, именно он создал проект акустической записи для «Вояджеров».
Особое звучание Юпитеру придают его кольца — огромные скопления мелкой пыли. Они были обнаружены космическими кораблями «Пионер-1» и «Пионер-2», а вот потрясающее изображение самой планеты, которое вы видите слева, было сделано космическим аппаратом «Вояджер-2».
Космическая музыка: Магнитосфера Ганимеда
Ганимед — один из галилеевых спутников Юпитера, седьмой по расстоянию от него среди всех его спутников и крупнейший спутник в Солнечной системе. Его диаметр равен 5268 километрам, что на 2 % больше, чем у Титана (второго по величине спутника в Солнечной системе) и на 8 % больше, чем у Меркурия. При этом масса Ганимеда составляет всего 45 % массы Меркурия, но среди спутников планет она рекордная. Луну Ганимед превышает по массе в 2,02 раза. Совершая облёт орбиты примерно за семь дней, Ганимед участвует в орбитальном резонансе 1:2:4 с двумя другими спутниками Юпитера — Европой и Ио.
«Небесные песни», которые удалось уловить и записать космическим аппаратам НАСА, теперь, благодаря доктору Джеффри Томпсону, готовы поведать нам о таинственных событиях, поражающих своими масштабами, которые происходят во всей безграничной Вселенной.
Каждый найдет свою ассоциацию к этим неземным звукам – шум ветра, разряды молний, мелодии грома, песни неведомых космических созданий – все они способны затронуть тайные струны в «космической» душе человека.
Космическая музыка: Ио
Завораживающие, гипнотические звуки спутника Юпитера Ио рождают в воображении небесное тело, наполненное спокойствием и безмятежностью. Однако Ио коварно усыпляет вашу бдительность чарующими звуками ветра, таинственных инструментов, дельфинов и китов. На самом деле в этом небесном теле бушует «огненная жизнь».
Пятый спутник Юпитера известен своей вулканической активностью: клубы серы выбрасываются из вулканов на высоту 300 км, а сама поверхность Ио покрыта реками лавы и ручьями расплавленных пород.
Сам великий Галилео Галилей стоит у истоков изучения этого космического чуда. Он увидел Ио 8 января 1610 года, но перепутал спутник Юпитера с другим сопровождающим планету небесным объектом – Европой.
Космическая музыка: Сатурн
Сатурн отождествлялся у древних греков с титаном Кроносом, глотавшим своих детей, и, действительно, газовый гигант настолько огромен, что без труда смог бы поглотить 769 планет размером с Землю.
Небесный гигант создает загадочную космическую музыку благодаря взаимодействию его ионосферы, колец и спутников с частицами солнечного ветра, которые улавливает магнитное поле Сатурна. В его «пении» слышится вся мощь небесных ветров, перерастающих в космические ураганы.
По своему размеру гигант Сатурн уступает только Юпитеру, кроме того, именно Юпитер оттеснил своего космического соперника на шестое место по удаленности от Солнца. Тем не менее, только Сатурн обладает столь грандиозными кольцами, в то время как у остальных газовых гигантов они практически незаметны.
Космическая музыка: Кольца Сатурна
Приятной вибрацией космических молний наполнят ваше тело трехмерные звуки колец Сатурна. Каждая ваша клеточка зазвучит в унисон притягательному ритму Вселенной, отраженному от многочисленных тонких структур, опоясывающих газового гиганта.
Эти структуры впервые были замечены Галилеем в 1610 году, в то время астроном посчитал, что он наблюдает за спутниками Сатурна, хотя, возможно, они представлялись ему как огромные ручки по бокам планеты. Более точным оказался голландец Христиан Гюйгенс, усовершенствовавший телескоп и в 1655 году предположивший, что у Сатурна есть плоское и тонкое кольцо.
А ведь на самом деле вокруг планеты расположилось множество колец, состоящих из частичек льда и камней, разных по размеру. Часто говорят о том, что кольца – это космический мусор, удерживаемый притяжением Сатурна. Самое большое кольцо удалено от Сатурна на расстояние, превышающее его диаметр в 200 раз, однако толщина его составляет всего 900 метров.
Космическая музыка: Уран
Мощные, энергичные космические вихри, рожденные взаимодействием солнечных ветров, ионосферой Урана и его кольцами, рождают звуки, растекающиеся по сознанию волнами успокоения, медленно проникающими в подсознание и настраивающими на медитацию.
Седьмая планета от Солнца известна своей очень тонкой системой колец. Только благодаря случаю в 1977 году американские астрономы Джеймс Элиот, Эдвард Данхэм и Дуглас Минк, работавшие в обсерватории Койпера, открыли эти уникальные структуры. Основной же целью ученых было изучить влияние Сатурна на звезды. Наблюдая за движением планеты, они заметили, что звезды скрывались несколько раз прежде, чем Сатурн «добрался» до них.
Космическая музыка: Кольца Урана
Кольца Урана создают мелодичную песню Вселенной: создается впечатление, как будто гигантский тибетский монах играет на космической поющей чаше. Великолепная музыка для проведения медитаций.
Уран окружен девятью узкими, «невидимыми» кольцами, сконструированными из темных, каменистых частиц разных размеров, которые практически не отражают свет. Состав их неизвестен, однако, скорее всего, в них отсутствуют кристаллы льда, характерные для светлых колец Сатурна.
Космическая музыка: Миранда
Стоит ли удивляться, что «напев» Миранды напоминает то голоса космических сирен, очаровывающих странников дивной мелодией, то неистовым призывом вселенского урагана, играющего в бесконечных каньонах и трещинах Миранды.
В маленькой Миранде – диаметр ее составляет всего 500 км – воплощены все формы рельефа, известные в Солнечной системе. Этот ледяной мирок, обычная температура для которого -187 ºС, как будто собран из несоответствующих друг другу кусочков гигантского каменистого паззла. Ее поверхность изрыта кратерами и каньонами, но есть и ровные поверхности, напоминающие стадионы или ипподромы. Такой мы видим Миранду благодаря «Вояджеру-2».
Космическая музыка: Нептун
Космический голос Нептуна изменчив: то он суров и возвещает о себе ураганными ветрами, то чарующие ласков и успокаивает мелодиями космической «ракушки». Нептун – самая дальняя от Солнца планета – рассказывает о себе хрустальными звуками льда.
Газово-ледяной Нептун не зря получил свое «морское» название: в его состав входит метан, который интенсивно поглощает красное излучение и рассеивает синие лучи. В целом на планете преобладает смесь водорода и гелия, которые при температуре -214 ºС представляют собой слой льда, превышающий массу Земли в 17 раз, а ее объем в 58 раз.
Космическая музыка: Голос Земли
Мягкий напев ручейка, слабый шепот ветра в бамбуковых зарослях, радостные крики дельфинов – так разговаривает «живая» планета. Космические песни Земли мы слышим в результате взаимодействия ее ионосферы с солнечными ветрами.
Любящий и нежный космический голос Земли успокаивает и усыпляет, обещает добрые и цветные сновидения, поэтому запись этой «небесной» мелодии использовалась японскими телевизионщиками в рамках программы для детей с нарушениями сна.
Источник