Af Mara Johnson-Groh
NASA’s Goddard Space Flight Center
Rummet er ikke lydløst. Det bugner af ladede partikler, som vi – med de rette værktøjer – kan høre. Og det er præcis, hvad NASA’s forskere med Van Allen Probes-missionen er i gang med. De lyde, som missionen optager, hjælper forskerne til bedre at forstå det dynamiske rummiljø, vi lever i, så vi kan beskytte satellitter og astronauter.
Det er sådan her, rummet lyder.
https://blogs.nasa.gov/sunspot/wp-content/uploads/sites/289/2018/12/whistler.mp3
For nogle lyder det som hylende ulve eller kvidrende fugle eller fremmede rumlasere. Men disse bølger skabes ikke af noget sådant væsen – i stedet skabes de af elektriske og magnetiske felter.
Hvis du hoppede om bord på et rumfartøj og stak hovedet ud af vinduet, ville du ikke kunne høre disse lyde, som du kan høre lyde på Jorden. Det skyldes, at i modsætning til lyd – som skabes af trykbølger – skabes denne rummusik af elektromagnetiske bølger, som kaldes plasmabølger.
Plasmabølger snører det lokale rummiljø omkring Jorden, hvor de kaster magnetfelter frem og tilbage. Den rytmiske kakofoni, som disse bølger skaber, er måske døve for vores ører, men NASA’s Van Allen-sonder er designet specielt til at lytte efter dem.
Instrumentet Waves, der er en del af Electric and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science – EMFISIS – instrumentpakken på Van Allen-sonderne, er følsomt over for både elektriske og magnetiske bølger. Det undersøger dem med en trio af elektriske sensorer samt tre magnetometre med søgespole, som kigger efter ændringer i magnetfeltet. Alle instrumenter er specielt designet til at være meget følsomme og samtidig bruge så lidt strøm som muligt.
Som det er tilfældet, forekommer nogle elektromagnetiske bølger inden for vores hørbare frekvensområde. Det betyder, at forskerne blot behøver at oversætte de svingende elektromagnetiske bølger til lydbølger, for at de kan høres. EMFISIS gør det faktisk muligt for forskerne at aflytte rummet.
Når Van Allen-sonderne rejser gennem en plasmabølge med svingende magnetiske og elektriske felter, registrerer EMFISIS omhyggeligt variationerne. Når forskerne samler dataene, finder de noget, der ligner dette:
Whistler Waves Recorded by NASA’s Van Allen Probes. Credit: University of Iowa
Denne video hjælper forskerne med at visualisere de lyde, der kommer fra rummet. De varmere farver viser os mere intense plasmabølger, når de skyller hen over rumfartøjet. For disse særlige bølger, der genereres af lyn, bevæger de højere frekvenser sig hurtigere gennem rummet end dem med lavere frekvenser. Vi hører dette som fløjtende toner, der falder i frekvens. Disse særlige bølger er et eksempel på fløjtebølger. De opstår, når de elektromagnetiske impulser fra et lynnedslag bevæger sig opad i Jordens ydre atmosfære og følger de magnetiske feltlinjer.
Under 0,5 kHz (helt i bunden af grafen i videoen) er lyden fyldt med det, der kaldes protonfløjter. Disse typer af bølger opstår som følge af lynnedslag-udløste whistlers, der interagerer med bevægelser af protoner, ikke elektroner. For nylig registrerede NASA’s Juno-mission Juno højfrekvente whistlers omkring Jupiter – det er første gang, de er blevet hørt omkring en anden planet.
Ud over lynfløjtefløjterne er der blevet registreret et helt menageri af fænomener. I denne video hører vi en hvinende lyd fra en anden type plasmabølge – chorusbølger.
Chorusbølger optaget af NASA’s Van Allen-sonder. Credit: University of Iowa
Plasmabølgetoner er afhængige af den måde, bølgerne interagerer med elektroner, og hvordan de bevæger sig gennem rummet. Nogle typer bølger, herunder disse chorusbølger, kan accelerere elektroner i det jordnære rum, hvilket gør dem mere energirige. Her er et andet typisk eksempel på korbølger.
Korbølger optaget af NASA’s Van Allen-sonder. Credit: University of Iowa
NASA-forskere optager disse bølger ikke af musikalske interesser, men fordi de hjælper os til bedre at forstå det dynamiske rummiljø, som vi lever i. Disse plasmabølger slår om højenergi-elektroner, der farer rundt om Jorden. Nogle af disse frigjorte elektroner spiralerer mod jorden, hvor de interagerer med vores øvre atmosfære og forårsager auroraer, mens andre kan udgøre en fare for rumfartøjer eller telekommunikation, som kan blive beskadiget af deres kraftige stråling.
