كيف يستمع العلماء إلى الشمس

توفر الأقمار الصناعية بيانات أكثر مما تراه العين. وقد وجد الباحثون طريقة جديدة للاستماع إلى الحقل المغناطيسي للشمس وانتقاء الأصوات الشاذة التي يمكن أن تنذر باضطراب يؤثر في الأجهزة الإلكترونية لدينا على كوكب الأرض.

وقد استمع الباحثين إلى المعطيات الفضائية على الأقل لبضعة عقود، ولكن لا يتم استخدام هذه التقنية في كثير من الأحيان لأنها تتطلب مستوى معين من الألفة مع الأصوات. وبعد كل ذلك، كيف تبدو اضطرابات الرياح الشمسية القياسية، وما الفارق مع الغير قياسية؟ "انه يعتمد على كيفية استخدام أذنك في انتقاء الفروق الدقيقة"، كما يقول روبرت ألكسندر من جامعة ميشيغان. متدرب على فيزيائيات الهيليوم "heliophysicists" في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة الفضاء ناسا: لانتقاء هذه الفوارق عليك الاستماع إليها بدلاً من النظر إلى البيانات.

"ناسا تستقبل كم هائل من البيانات من الأقمار الصناعية. ومن الصعب دراسة هذا الكم الكبير من البيانات، ألكسندر يوضح في بيان صحفي: "لقد منح التوليد الصوتي "Sonification" إضافة واعدة لتقنيات التحليل البصرية القياسية" مع التوليد الصوتي "sonification" إن البيانات والمقاييس تُعرَض على هيئة صوت، تخيل نغمة مرقاب حالة القلب الذي يقيس نبضك - ولكن مع فرقعات تشير إلى أحداث كبيرة تقع على الشمس. في بعض الحالات، الاستماع يساعد على تسريع معالجة البيانات  وبالمزيد من التفصيل. في 10 دقائق ما قد يبدو مجرد ضوضاء يمكن للباحثين الاستماع إلى مقدار شهر من البيانات.

قمر ناسا الفضائي لمتابعة الرياح، الذي يدور بين الأرض والشمس، ويراقب باستمرار الحرارة والكثافة والسرعة والمجال المغناطيسي لعبور الرياح الشمسية المندفعة. فهذا دفق مستمر من الجسيمات يؤثر في الجو الفضائي، والذي يمكن أن يتداخل مع التقنيات الأرضية عندنا.

هذا مقطع أدناه تم أخذه من أقمار الرياح الفضائية في نوفمبر 2007 ويحتوي صدمة عكسية. ستسمع ثلاثة أقسام مختلفة: صدح يمهد إلى قرع قصير بتردد أعلى قليلاً ثم يليه مقطع أكثر هدوءاً من الضجيج الواسع النطاق. ويحدث هذا عندما يَنشَئ تيار سريع فائق الحرارة، مشحون بالغاز (أو البلازما) متبوع بواحد أبطأ، مما يؤدى إلى موجة صدمية متجهة نحو الشمس.

صنع ألكسندر وزملاؤه خوارزمية كمبيوتر تحول الترددات الكهرومغناطيسية إلى صوت لترجمة بيانات الأقمار الفضائية الخام التي لم تنقح إلى صوت يشبه صوت موسيقى مجمعة: الميكروفون يكشف تغيرات الضغط، ثم يحوله إلى إشارات ضغطية تتبدل في القوة المغناطيسية على شكل إشارة كهربائية، والتي بدورها يتم تخزينها على شريط بكرة. قراءة أداة قياس المغناطيسية على قمر الرياح الفضائي تتغير إلى حقل مغناطيسي، مُنشِئة نوع مماثل من الإشارات الكهربائية. ألكسندر يقول: "إذا كان هناك تردد ضمن البيانات، فالتردد يصبح مسموع كصوت".

في المثال أدناه، فريقه يوجز ثلاث ساعات من الوقت الحقيقي لتسجيل من قمر الرياح الفضائي في الفترة الزمنية من نوفمبر 2007 إلى مقطع صوتي من ثلاث ثواني. سماع للصفير البارز في البداية، يليه حدوث قرع، ليبلغ ذروته في هدير صاخب.