Kan een planeet geluid maken? Het is een interessante vraag die ons inzicht geeft in de aard van geluidsgolven. In zekere zin zenden planeten straling uit die kan worden gebruikt om geluiden te maken die we kunnen horen. Hoe werkt dat?
De fysica van geluidsgolven
Alles in het universum geeft af straling dat - als onze oren of ogen er gevoelig voor waren - we konden "horen" of "zien". Het spectrum van licht dat we daadwerkelijk waarnemen is erg klein, vergeleken met het zeer grote spectrum van beschikbaar licht, variërend van gamma stralen naar Radio golven. Signalen die kunnen worden omgezet in geluid, vormen slechts één deel van dat spectrum.
De manier waarop mensen en dieren geluid horen, is dat geluidsgolven door de lucht reizen en uiteindelijk het oor bereiken. Binnen stuiteren ze tegen het trommelvlies, dat begint te trillen. Die trillingen gaan door kleine botjes in het oor en zorgen ervoor dat kleine haartjes trillen. De haren werken als kleine antennes en zetten de trillingen om in elektrische signalen die via de zenuwen naar de hersenen racen. De hersenen interpreteren dat dan als geluid en wat de klankkleur en toonhoogte van het geluid zijn.
Hoe zit het met geluid in de ruimte?
Iedereen heeft de lijn gehoord die werd gebruikt om reclame te maken voor de film "Alien" uit 1979: "In de ruimte kan niemand je horen schreeuwen." Het is eigenlijk helemaal waar als het betrekking heeft op geluid in de ruimte. Om geluiden te kunnen horen terwijl iemand "in" de ruimte is, moeten er moleculen zijn om te trillen. Op onze planeet trillen luchtmoleculen en geven geluid door aan onze oren. In de ruimte zijn er weinig of geen moleculen om geluidsgolven af te leveren aan de oren van mensen in de ruimte. (Bovendien, als iemand in de ruimte is, dragen ze waarschijnlijk een helm en een ruimtepak en horen ze nog steeds niets "buiten" omdat er geen lucht is om het uit te zenden.)
Dat betekent niet dat er geen trillingen door de ruimte bewegen, alleen dat er geen moleculen zijn om ze op te vangen. Deze emissies kunnen echter worden gebruikt om "valse" geluiden te creëren (dat wil zeggen, niet het echte "geluid" dat een planeet of ander object zou kunnen maken). Hoe werkt dat?
Als voorbeeld hebben mensen emissies opgevangen die zijn afgegeven wanneer geladen deeltjes van de zon het magnetische veld van onze planeet tegenkomen. De signalen bevinden zich op echt hoge frequenties die onze oren niet kunnen waarnemen. Maar de signalen kunnen voldoende worden vertraagd zodat we ze kunnen horen. Ze klinken griezelig en raar, maar dat wel fluiters en scheuren en knallen en gezoem zijn slechts enkele van de vele 'liedjes' van de aarde. Of, meer specifiek, van Het magnetische veld van de aarde.
In de jaren negentig onderzocht NASA het idee dat emissies van andere planeten konden worden opgevangen en verwerkt zodat mensen ze konden horen. De resulterende "muziek" is een verzameling griezelige, spookachtige geluiden. Er staat een goede steekproef op YouTube-site van NASA. Dit zijn letterlijk kunstmatige afbeeldingen van echte gebeurtenissen. Het lijkt erg op het maken van een opname van een kat die bijvoorbeeld miauwt en deze vertraagt om alle variaties in de stem van de kat te horen.
Horen we echt een planeetgeluid?
Niet precies. De planeten zingen geen mooie muziek wanneer ruimteschepen voorbij vliegen. Maar ze geven wel al die uitstoot af Voyager, Nieuwe horizonten, CassiniGalileo, en andere sondes kunnen monsters nemen, verzamelen en terugzenden naar de aarde. De muziek wordt gemaakt terwijl de wetenschappers de gegevens verwerken om het zo te maken dat we het kunnen horen.
Elke planeet heeft echter zijn eigen unieke "lied". Dat komt omdat ze allemaal verschillende frequenties hebben die worden uitgezonden (vanwege verschillende hoeveelheden geladen deeltjes die rondvliegen en vanwege de verschillende magnetische veldsterktes in onze zonne-energie systeem). Elk planeetgeluid zal anders zijn, net als de ruimte eromheen.
Astronomen hebben ook gegevens van ruimtevaartuigen omgezet die de "grens" van het zonnestelsel overschreden (de heliopauze genoemd) en die ook in geluid omgezet. Het wordt met geen enkele planeet geassocieerd, maar laat wel zien dat signalen van veel plaatsen in de ruimte kunnen komen. Ze omzetten in liedjes die we kunnen horen, is een manier om het universum met meer dan één zintuig te ervaren.
Het begon allemaal met Voyager
De creatie van "planetair geluid" begon toen de Voyager 2 ruimtevaartuig vloog van 1979 tot 1989 langs Jupiter, Saturnus en Uranus. De sonde vangt elektromagnetische storingen en fluxen van geladen deeltjes op, geen echt geluid. Geladen deeltjes (die tegen de planeten van de zon stuiteren of door de planeten zelf worden geproduceerd) reizen in de ruimte, meestal onder controle gehouden door de magnetosferen van de planeten. Ook worden radiogolven (opnieuw ofwel gereflecteerde golven of geproduceerd door processen op de planeten zelf) gevangen door de immense kracht van het magnetische veld van een planeet. De elektromagnetische golven en geladen deeltjes werden gemeten door de sonde en de gegevens van die metingen werden vervolgens teruggestuurd naar de aarde voor analyse.
Een interessant voorbeeld was de zogenaamde "Saturnus kilometrische straling". Het is een laagfrequente radio-emissie, dus het is eigenlijk lager dan we kunnen horen. Het wordt geproduceerd terwijl elektronen langs magnetische veldlijnen bewegen en ze zijn op de een of andere manier gerelateerd aan aurorale activiteit aan de polen. Ten tijde van de Voyager 2-flyby van Saturnus, detecteerden de wetenschappers die met het planetaire radioastronomie-instrument werkten deze straling, versnelden deze en maakten een 'lied' dat mensen konden horen.
Hoe worden gegevensverzamelingen gezond?
Tegenwoordig, wanneer de meeste mensen begrijpen dat data gewoon een verzameling van enen en nullen is, is het idee om data om te zetten in muziek niet zo'n wild idee. De muziek waarnaar we luisteren op streamingdiensten of onze iPhones of persoonlijke spelers is immers allemaal gewoon gecodeerde gegevens. Onze muziekspelers brengen de gegevens weer samen in geluidsgolven die we kunnen horen.
In de Voyager 2 gegevens, geen van de metingen zelf waren van daadwerkelijke geluidsgolven. Veel van de trillingsfrequenties van elektromagnetische golven en deeltjes kunnen echter worden omgezet in geluid op dezelfde manier als onze persoonlijke muziekspelers gegevens opnemen en omzetten in geluid. Allemaal NASA moest doen was om de gegevens verzameld door deVoyager sonde en zet deze om in geluidsgolven. Dat is waar de "liedjes" van verre planeten vandaan komen; als gegevens van een ruimtevaartuig.