صوت در مریخ با دو سرعت متفاوت حرکت می نماید
به گزارش تور ارمنستان، دانشمندان به تازگی دریافته اند که برخلاف زمین، مریخ دو سرعت صوت دارد و امواج صوتی با بسامدهای مختلف، رفتار متفاوتی از خود نشان می دهند.
با توجه به چگالی کمتر در مقایسه با زمین، همه صداها در جو مریخ کندتر حرکت می نمایند. اما بر اساس پژوهشی که 1 آوریل (12 فروردین) در نشریه نیچر (Nature) منتشر شد، پژوهشگران به تازگی دریافته اند که صدای بم تر ضربه های لیزری به سنگ های مریخ، در جو رقیق این سیاره، کمی سریع تر از صدای زیرتر بالگرد نبوغ، منتقل می شوند.
این مقدار گیری های سرعت صوت به وسیله مریخ نورد پشتکار (Perseverance) ناسا، بخشی از یک کوشش گسترده تر برای نظارت بر تغییرات دقیقه-به-دقیقه در فشار و دمای اتمسفر سیاره سرخ، مانند زمان های وزش باد است. باپتیست چید (Baptiste Chide) اخترفیزیکدان آزمایشگاه ملی لوس آلاموس در نیومکزیکو گفت: باد برای ما، صدای علم است.
برای گوش دادن به باد، مریخ نورد پشتکار دو میکروفون به همراه دارد. یکی برای ضبط صدا هنگام ورود، تقرب و فرود پیچیده مأموریت درنظر گرفته شده بود و هرچند آن طور که انتظار می رفت کار نکرد اما اکنون گاهی برای گوش دادن به موارد حیاتی مریخ نورد روشن می گردد. میکروفون دیگر بخشی از ابزار سوپرکم (SuperCam) مریخ نورد است که در آن ترکیبی از دوربین ها و سنسورهای دیگر برای درک خواص مواد روی سطح سیاره استفاده می گردد.
این میکروفون ها صداهای دیگری را هم دریافت می نمایند، مانند صداهایی که به وسیله خود مریخ نورد هنگامی که چرخ هایش به سطح زمین برخورد می نمایند یا به وسیله همراه پرنده آن، بالگرد رباتیک نبوغ (Ingenuity)، ایجاد می گردد. برای نمونه، ابزار سوپرکم دارای یک لیزر است که پشتکار برای تجزیه وتحلیل بیشتر به سمت سنگ های جالب از نظر علمی شلیک می نماید.
به گفته نائومی مرداک (Naomi Murdoch) دانشمند سیاره شناسی مؤسسه سوپ آئرو (Supérieur de lAéronautique et de lEspace) در تولوز فرانسه میکروفون سوپرکم صداهای عکس های لیزری را ضبط می نماید تا به پژوهشگران برای درک سختی مواد هدف یاری کند.
مرداک، چید و همکاران آن ها، هنگام ضربه زدن به سنگ ها، به صدای لیزر گوش دادند. هنگامی که لیزر به هدف می خورد، انفجار ایجاد شده، یک موج صوتی ایجاد می نماید و از آنجا که دانشمندان می دانند لیزر چه زمانی شلیک می گردد و هدف چقدر دور است، می توانند سرعت حرکت موج صوتی در هوا را به سمت میکروفون سوپرکم مقدار گیری نمایند.
صدای ضربه لیزریاین صدای ضبط شده به وسیله یک میکروفون روی مریخ نورد پشتکار ناسا در مریخ، صدای تق تق ضربه های لیزری ربات به سنگ های مریخ را ثبت نموده است. |
بدین ترتیب سرعت این صدا حدود 250 متر بر ثانیه مقدار گیری شده است. این سرعت کمتر از زمین است، که در آن صوت با سرعتی در حدود 340 متر بر ثانیه در هوا حرکت می نماید. سرعت پایین تر تعجب آور نیست زیرا آنچه ما به عنوان صدا می شنویم در واقع امواج فشاری است که از محیطی مانند هوا می گذرند، و سرعت آن امواج به چگالی و ترکیب محیط مادی بستگی دارد.
اتمسفر سیاره ما 160 برابر چگالی جو در مریخ است و بیشتر از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است، در حالی که هوای مریخ عمدتا کربن دی اکسید است. بنابراین صدا در هوای متفاوت مریخ کندتر حرکت می نماید.
این تیم بعلاوه از میکروفون سوپرکم برای گوش دادن به صدای زیرتر چرخش تیغه های بالگرد نبوغ استفاده کرد و دریافت که یک سرعت دوم صوت در سطح مریخ، در فرکانس های زیر 240 هرتز یا کمی زیرتر از C وسط در پیانو (نت دو وسط یا C4)، وجود دارد؛ 240 متر بر ثانیه.
صدای پرواز بالگرداین صدای ضبط شده از همان میکروفون، وزش باد و زمزمه دور پره های بالگرد نبوغ را در حالی که در فاصله حدود 80 متری مریخ نورد فرود می آید، ثبت نموده است. |
این یافته در حالی است که روی زمین، صوت، بدون توجه به گام صدا، تنها با یک سرعت در هوا حرکت می نماید. به گفته محققان، دو سرعت مختلف صوت در مریخ به علت جو غنی از کربن دی اکسید آن است. وقتی امواج صوتی با بسامدهای بالاتر از 240 هرتز، نسبت به امواج زیر 240 هرتز در هوا حرکت می نمایند، مولکول های کربن دی اکسید رفتار متفاوتی نشان می هند که بر سرعت امواج اثر می گذارد.
چید تأکید کرد: ما ثابت نموده ایم که می توانیم با میکروفون در مریخ فعالیت های علمی جالب توجهی انجام دهیم و داده های علمی خوبی فراوری کنیم.
میکروفون سوپرکم در هر ثانیه هزاران قطعه صدا را ضبط می نماید. این صداها از فشار هوا تأثیر می پذیرند، بنابراین پژوهشگران می توانند از داده های صوتی برای ردیابی تغییرات دقیق فشار هوا در بازه های زمانی کوتاه استفاده نمایند و با این کار، درباره آب وهوای مریخ اطلاعات بیشتری کسب نمایند. در حالی که سایر مریخ نوردها حسگرهای باد، دما و فشار دارند اما آن ها فقط می توانند تغییرات را در بازه های طولانی تری ثبت نمایند.
به گفته ملیسا ترینر (Melissa Trainer) دانشمند سیاره شناسی مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا در گرین بلت، که البته در این مطالعه مشارکت نداشت، گوش دادن به صداها در سیاره ای دیگر، راه دیگری است که به همه ما یاری می نماید تا خود را در آنجا حس کنیم.
این تیم پژوهشی اکنون بر جمع آوری داده های صوتی بعدی در زمان های مختلف روز و بعلاوه فصل های مختلف در مریخ تمرکز دارد. ترینر اعلام نمود: فشار روی مریخ در طول سال با تغییر فصول، تغییر زیادی می نماید. من واقعا هیجان زده ام که ببینم این داده های جمع آوری شده در فصل های بعدی چه تغییری می نمایند.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از صوت در مریخ
Credit: NASA/JPL-Caltech
منبع: Science News
منبع: دیجیکالا مگ