Zvuky na Marse a prvý zvukový záznam prachového víru

Prachový vír zanechal zaujímavú stopu – jeho zvuk sa podarilo zaznamenať pomocou mikrofónu sondy Perseverance.

Pred viac ako rokom, keď sonda Perseverance pracovala na analýze vzoriek, zasiahol ju prachový vír – nazývaný aj “prachový diabol” (z anglického pomenovania “Dust Devil”, ktoré sa bežne pri skúmaní Marsu používa).

Prachový vír, ktorý zasiahol v tom momente Perseverance, mal zaujímavé rozmery – na výšku cca 121 m a na šírku cca 24 m.

O tomto prachovom víre sme vedeli, avšak neboli analyzované všetky zaznamenané dáta. Po dôkladnej analýze bolo nakoniec zistené, že zvuky záznamu z mikrofónu na kamere SuperCam obsahujú aj zvukovú stopu tohto prachového víru. Je to teda prvý prípad v histórii skúmania Marsu, kedy sa podarilo zaznamenať zvuk prachového víru na Marse – môžte si ho vypočuť na zázname nižšie:

Novinka bola potvrdená a publikovaná 13. decembra 2022 vo vedeckom časopise Nature.

“Prachoví diabli” sú víry, ktoré sú na Marse v podstate bežné, no napriek tomu zostávajú stále záhadné a to z mnohých dôvodov. Napríklad doteraz nie je jasné, prečo sú tieto prachové víry v niektorých regiónoch hojné a v iných je ich výskyt veľmi vzácny. Sonda Perseverance zaznamenala v miestach svojho pohybu na Marse veľa prachových vírov, zatiaľ čo napríklad iná misia NASA – sonda InSight – za celý rok nezaznamenala ani jeden.

Taktiež nie je jednoduché zaznamenať samotný zvuk tohto prachového víru. Prachový vír musí totiž pri svojom pohybe presne “trafiť” sondu a jej záznamové zariadenia. Atmosféra na povrchu Marsu však nie je zďaleka tak hustá ako je to v podmienkach na Zemi, preto sa na Marse aj zvuky šíria veľmi slabo.

Aj keď sú Zem a Mars úplne odlišné planéty, možno vás to prekvapí, ale keby ste boli na Marse, tak stále by váš vlastný hlas znel viacmenej rovnako ako tu na Zemi. Teda aspoň pre vás, ako osobu, ktorá počuje sama seba. Ako by ste však zneli v podmienkach na Marse? Ak by ste stáli na Marse, počuli by ste tichšiu a tlmenejšiu verziu toho, čo by ste počuli na Zemi v podstate “normálne”. A taktiež by ste na tento zvuk čakali trochu “dlhšie”, kým by ste zachytili vašimi ušami hlas niekoho iného. Je to presne z dôvodu, že na Marse je atmosféra úplne iná.

S priemernou povrchovou teplotou okolo -63 C má Mars nižšiu rýchlosť zvuku, približne 240 metrov za sekundu, v porovnaní s rýchlosťou šírenia zvuku v podmienkach na Zemi, ktorá je 340 metrov za sekundu.

Hlasitosť, ktorú by ste počuli, by bola na Marse automaticky nižšia oproti tej, ktorú by ste napríklad pri rovnakom “rozprávaní” počuli na Zemi. Atmosféra Marsu je asi 100-krát menej hustá ako na Zemi – to znamená, že vzduchu v nej je oveľa menej. To ovplyvňuje spôsob, akým zvukové vlny prechádzajú zo zdroja do detektora, čo vedie k oveľa slabšiemu signálu. Na Marse by ste museli byť oveľa bližšie k zdroju zvuku, aby ste ho počuli v rovnakej hlasitosti ako na Zemi.

Ďalším faktorom, ktorý spôsobuje odlišné šírenie zvukov na Zemi a na Marse, je samotná atmosféra Marsu. Atmosféra Marsu tvorená z 96% oxidom uhličitým, by pohltila množstvo zvukov s vyšším tónom, takže na veľké vzdialenosti by sa dostali iba zvuky s nižším tónom. Tento efekt je známy ako útlm – oslabenie signálu pri určitých frekvenciách.

Najväčšou zmenou v škále vnímania zvukov na Marse oproti podmienkami na Zemi, by však boli vysoké tóny, ktoré sú vyššie ako bežná väčšina zvukov okolo nás. Niektoré zvuky, na ktoré sme zvyknutí na Zemi, ako píšťalky, zvončeky alebo spev vtákov, by na Marse boli takmer nepočuteľné.

Prečo je však pre nás dôležitý získaný zvukový záznam prachového víru z Marsu? Z pohľadu výskumu je dôležité určiť základnú dynamiku týchto vírov, nakoľko aj tieto sú jednými z dôležitých faktorov pri plánovaní ďalších povrchových robotických misií na červenej planéte.

Ešte jedno ďalšie zaujímavé video prachového víru na Marse:

Dostal som zaujímavú otázku – “Ako by zneli Vianočné zvončeky na Marse?”. No, keďže sú tu o chvíľu Vianoce, tak som nasimuloval zvuk zvončekov, tak ako by zneli na Marse. Môžte si ich vypočuť vo videu nižšie – v prvej polovici zaznejú zvončeky v podmienkach na Zemi a v druhej polovici videa zaznejú tie isté zvončeky v podmienkach Marsu:

Ak sú nejaké ďalšie otázky a budem vedieť zodpovedať, tak sa pokúsim – samozrejme okrem Santa Clausa na Marse 🙂

~Jozef

Tento článok nájdete aj v online verzii novín SME v sekcii blog.

Použité zdroje:

[1] Murdoch, N., Stott, A.E., Gillier, M. et al. The sound of a Martian dust devil. Nat Commun 13, 7505 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-35100-z