Di Mara Johnson-Groh
NASA Goddard Space Flight Center
Lo spazio non è silenzioso. È pieno di particelle cariche che, con gli strumenti giusti, possiamo sentire. Che è esattamente quello che stanno facendo gli scienziati della NASA con la missione Van Allen Probes. I suoni registrati dalla missione stanno aiutando gli scienziati a comprendere meglio l’ambiente spaziale dinamico in cui viviamo, in modo da poter proteggere i satelliti e gli astronauti.
Questo è il suono dello spazio.
https://blogs.nasa.gov/sunspot/wp-content/uploads/sites/289/2018/12/whistler.mp3
Ad alcuni, sembra l’ululato dei lupi o il cinguettio degli uccelli o i laser spaziali alieni. Ma queste onde non sono create da nessuna di queste creature – sono invece prodotte da campi elettrici e magnetici.
Se saliste a bordo di una navicella spaziale e metteste la testa fuori dal finestrino, non sareste in grado di sentire questi suoni come fate sulla Terra. Questo perché a differenza del suono – che è creato da onde di pressione – questa musica spaziale è creata da onde elettromagnetiche note come onde di plasma.
Le onde di plasma merlano l’ambiente spaziale locale intorno alla Terra, dove lanciano campi magnetici avanti e indietro. La cacofonia ritmica generata da queste onde può essere sorda alle nostre orecchie, ma le sonde Van Allen della NASA sono state progettate specificamente per ascoltarle.
Lo strumento Waves, parte della suite di strumenti per campi elettrici e magnetici e scienza integrata – EMFISIS – sulle sonde Van Allen, è sensibile alle onde elettriche e magnetiche. Le sonda con un trio di sensori elettrici e tre magnetometri a bobina di ricerca, che cercano i cambiamenti nel campo magnetico. Tutti gli strumenti sono stati specificamente progettati per essere altamente sensibili pur utilizzando la minor quantità di energia possibile.
Come accade, alcune onde elettromagnetiche si verificano all’interno della nostra gamma di frequenza udibile. Questo significa che gli scienziati hanno solo bisogno di tradurre le onde elettromagnetiche fluttuanti in onde sonore per poterle sentire. In effetti, EMFISIS permette agli scienziati di origliare lo spazio.
Quando le sonde Van Allen viaggiano attraverso un’onda di plasma con campi magnetici ed elettrici fluttuanti, EMFISIS registra studiosamente le variazioni. Quando gli scienziati compilano i dati trovano qualcosa che assomiglia a questo:
Onde Whistler registrate dalle sonde Van Allen della NASA. Credit: University of Iowa
Questo video aiuta gli scienziati a visualizzare i suoni provenienti dallo spazio. I colori più caldi ci mostrano le onde di plasma più intense che passano sopra il veicolo spaziale. Per queste particolari onde generate da un fulmine, le frequenze più alte viaggiano più velocemente attraverso lo spazio rispetto a quelle a frequenze più basse. Lo sentiamo come toni fischianti che diminuiscono di frequenza. Queste particolari onde sono un esempio di onde whistler. Essi sono creati quando gli impulsi elettromagnetici da un fulmine viaggiano verso l’alto nell’atmosfera esterna della Terra, seguendo le linee di campo magnetico.
Sotto 0.5kHz (la parte inferiore del grafico nel video) il suono è pieno di ciò che sono noti come fischi protonici. Questi tipi di onde sono generati come risultato dei fischietti innescati dai fulmini che interagiscono con il movimento dei protoni, non degli elettroni. Recentemente, la missione Juno della NASA ha registrato fischi ad alta frequenza intorno a Giove – la prima volta che sono stati sentiti intorno ad un altro pianeta.
Oltre ai fischi dei fulmini, è stato registrato un intero serraglio di fenomeni. In questo video sentiamo un rumore stridente fatto da un altro tipo di onda di plasma – onde di coro.
Onde di coro registrate dalle sonde Van Allen della NASA. Credit: University of Iowa
I toni delle onde del plasma dipendono dal modo in cui le onde interagiscono con gli elettroni e da come viaggiano nello spazio. Alcuni tipi di onde, incluse queste onde chorus, possono accelerare gli elettroni nello spazio vicino alla Terra, rendendoli più energetici. Ecco un altro tipico esempio di onde chorus.
Onde chorus registrate dalle sonde Van Allen della NASA. Credit: University of Iowa
Gli scienziati della NASA stanno registrando queste onde non per interessi musicali, ma perché ci aiutano a capire meglio il dinamico ambiente spaziale in cui viviamo. Queste onde di plasma sbattono sugli elettroni ad alta energia che sfrecciano intorno alla Terra. Alcuni di questi elettroni liberati si dirigono a spirale verso la Terra, dove interagiscono con la nostra atmosfera superiore, causando aurore, mentre altri possono rappresentare un pericolo per le navicelle spaziali o le telecomunicazioni, che possono essere danneggiate dalla loro potente radiazione.
