Prve audio snimke s Marsa otkrivaju uglavnom miran, djelomično vjetrovit, planet na kojem postoje dvije različite brzine zvuka koje bi na naš sluh imale čudan ‘odgođeni učinak’.
Brzina zvuka
Brzina zvuka ovisi o gustoći materijala kroz koji zvučni valovi putuju (i, dodatno, o nekim drugim varijablama uključujući temperaturu). U Zemljinoj atmosferi na 20°C zvuk putuje brzinom od 343 m/s, ali u mnogo gušćem mediju vode kreće se brzinom od 1480 m/s.
Marsova jedva prisutna atmosfera je preko 100 puta rjeđa od Zemljine, tako da se zvuk kreće puno sporije kroz nju, putujući brzinom od samo 240 m/s.
NASA-in rover Perseverance – koji je sletio na Crveni planet u veljači 2021. – otkrio je neke neobičnosti zvuka na Marsu koje znanstvenici nisu očekivali.
Neobična svojstva zvuka
Tim znanstvenika koristio je mikrofon na Perseveranceovom SuperCam instrumentu i otkrio da zvuk višeg tona putuje brže na Marsu od nižih tonova, što nije zabilježeno nigdje drugdje.
Do otkrića su došli kada su – nakon potvrde očekivanih rezultata da je brzina zvuka na Marsu sporija nego na Zemlji – testirali način širenja zvuka lasera. Naime, zvuk lasera prošao je 250 metara u sekundi, tj. 10 metara više od očekivanog!
Znanstvenici kažu da se ovo čudno ponašanje može objasniti toplinskim fluktuacijama u prvih 10 kilometara Marsove atmosfere.
Naime, tijekom dana – dok sunčeve zrake udaraju i zagrijavaju marsovsku stijenu – konvektivni propuh i turbulencija pokreću ovaj sloj marsovskog zraka (također poznat kao ‘Planetarni granični sloj’; eng. Planetary Boundary Layer). Pritom dolazi do promjene ponašanja molekula ugljičnog dioksida. Marsova atmosfera sadrži 96% ugljičnog dioksida, ali je ondašnji atmosferski tlak vrlo nizak. Za usporedbu Zemljina mnogo gušća atmosfera sadrži samo 0,041% ugljičnog dioksida!
Brže ‘putovanje’ visokih tonova
Upravo zbog ovih jedinstvenih svojstava molekula ugljičnog dioksida pri niskom tlaku, Mars je jedina atmosfera stjenovitog planeta u Sunčevom sustavu koja doživljava promjenu brzine zvuka točno u sredini zvučnog pojasa (20 Herca do 20.000 Hertz).
Na frekvencijama iznad 240 Herca, „vibracijski načini molekula ugljičnog dioksida koji se aktiviraju sudarom nemaju dovoljno vremena da se opuste ili vrate u prvobitno stanje,“ objasnili su članovi istraživačkog tima. To u konačnici rezultira zvučnim valovima viših frekvencija koji putuju više od 10 m/s brže od niskofrekventnih.
Dakle – najjednostavnijim primjerom objašnjeno – kada bismo stajali na površini Marsa i netko bi na određenoj udaljenosti od nas puštao glazbu, do nas (tj. našeg uha) najprije bi došli visoki tonovi, a tek onda niže frekvencije.
Nastavak istraživanja
Tim planira nastaviti koristiti SuperCam podatke mikrofona kako bi promatrao kako stvari poput dnevnih i sezonskih varijacija mogu utjecati na brzinu zvuka na Marsu.
Konačno, jedan od ciljeva istraživanja je i usporediti očitanja akustične temperature s očitanjima drugih instrumenata kako bi pokušali shvatiti velike fluktuacije.
NASA uočila impresivne tragove kineskog marsovskog rovera Zhurong
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Izvori:
Sylvestre Maurice et al., „In situ recording of Mars soundscape,“ Nature (2022).
