Ascoltare le vibrazioni della bolla magnetica terrestre

Aug 20, 2023

Lo spazio non è solo il nulla silenzioso. È pieno di particelle cariche espulse dal Sole e trasportate dai venti solari. I venti solari rafficati ed energici possono inviare onde a frequenza ultrabassa che vibrano lungo le linee del campo magnetico che circondano il nostro pianeta, proprio come una corda di un’arpa quando viene pizzicata.

"Speriamo che la saggezza della folla, combinata con il nostro senso dell'udito umano altamente sintonizzato, ci aiuterà a individuare le caratteristiche di queste onde."

Questa melodia inquietante ha un tono troppo basso per essere ascoltato, ma i ricercatori hanno trasformato questi suoni in qualcosa di udibile e ora chiedono al pubblico di aiutare ad ascoltare il frastuono dello spazio.

"Speriamo che la saggezza della folla, combinata con il nostro senso dell'udito umano altamente sintonizzato, ci aiuterà a individuare le caratteristiche di queste onde", ha affermato Martin Archer, fisico spaziale dell'Imperial College di Londra e uno degli scienziati dietro il progetto: Heliophysicals Audified: Resonances in Plasmas (HARP).

Classificando i diversi tipi di vibrazioni, i ricercatori sperano di ottenere un quadro migliore di come influenzano il campo magnetico terrestre.

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Le splendide aurore, viste danzare nei cieli vicino ai poli, sono un esempio di come l'energia del plasma trasportata dai venti solari può interagire con il campo magnetico terrestre, o magnetosfera.

Oltre a creare spettacoli di luci colorate, le onde generate quando la nostra magnetosfera viene colpita dai venti solari contribuiscono anche a creare condizioni meteorologiche spaziali dirompenti, che possono rappresentare un rischio per i satelliti, le telecomunicazioni e gli astronauti.

“L’analisi audio potrebbe aggiungere una nuova dimensione alla nostra comprensione delle onde del plasma”.

La caratterizzazione delle onde del plasma potrebbe aiutare a migliorare le previsioni dei rischi meteorologici spaziali. Ma studiarli si è rivelato impegnativo in passato perché anche i computer faticano a separare le numerose vibrazioni simultanee dal rumore di fondo dello spazio.

"Queste onde di plasma sono davvero complicate", ha detto Wen Li, un astronomo dell'Università di Boston che non è coinvolto nel progetto HARP. “Anche dopo decenni di studio, abbiamo ancora molte domande su come funzionano”. Un’incognita che i ricercatori sperano di esplorare è il motivo per cui alcune onde di plasma interagiscono con l’ambiente spaziale più fortemente di altre. "L'analisi audio potrebbe aggiungere una nuova dimensione alla nostra comprensione di queste onde", ha detto Li.

Per amplificare il suono delle onde del plasma per le orecchie umane, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata sonificazione per accelerare anni di misurazioni elettromagnetiche raccolte dalla missione THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions durante Substorms) della NASA, che ha schierato cinque satelliti per volare attraverso la Terra. magnetosfera nel 2007.

Nel 2018, Archer ha sperimentato una versione su piccola scala del progetto con gli studenti delle scuole superiori, che hanno identificato una serie di tempeste solari che riverberano all’interno della magnetosfera terrestre. Ogni tempesta risuonava come un forte scricchiolio, seguito da fischi che si attenuavano costantemente man mano che le linee del campo magnetico si riadattavano. "Gli scienziati spaziali avevano a malapena discusso di suoni come questo prima", ha detto Archer. Le tempeste “ci sono saltate addosso quando abbiamo ascoltato i dati, ma è stato facile non notarle nei grafici”.

Da quella scoperta, con il sostegno della NASA, il team HARP ha lavorato con esperti del suono per creare un'interfaccia che consenta alle persone di evidenziare e commentare le forme d'onda. I ricercatori hanno chiesto ai volontari di ascoltare l'audio e di descrivere ciò che sentono, ad esempio se il suono è un rumore statico informe o un tono puro.

Le tecniche di prestito utilizzate dai musicisti sono state fondamentali per il progetto, ha affermato Archer, che ha un background in radio e come DJ. “Mi ha colpito il fatto che questi dati potrebbero essere più adatti alle nostre orecchie”.

"Sentire queste onde le fa davvero prendere vita", ha detto David Sibeck, eliofisico del Goddard Space Flight Center della NASA e scienziato della missione THEMIS che non è coinvolto nel progetto HARP. L’enorme banca di dati raccolti dalla missione è stata una sfida per gli scienziati da analizzare da soli, ha detto Sibeck.