地球の磁気バブルの振動を盗聴する

Aug 18, 2023

宇宙は単なる沈黙の無ではありません。 太陽から放出され、太陽風によって舞い上がる荷電粒子が飛び交っています。 突風とエネルギーに満ちた太陽風は、地球を取り囲む磁力線に沿って震える超低周波の波を送ります。まるでハープの弦を弾いたときのようにです。

「私たちは、群衆の知恵と高度に調整された人間の聴覚が、これらの波の特徴を見つけ出すのに役立つことを期待しています。」

この忘れられないメロディーはピッチが低すぎて私たちには聞こえませんが、研究者たちはこれらの音を聞こえるものに変換し、宇宙の騒音を聞くのに協力するよう一般に呼びかけています。

インペリアル・カレッジ・ロンドンの宇宙物理学者で科学者の一人、マーティン・アーチャー氏は「群衆の知恵と高度に調整された人間の聴覚が、これらの波の特徴を見つけ出すのに役立つことを期待している」と語った。プロジェクトの背後にあるのは、Heliophysics Audified: Resonances in Plasmas (HARP) です。

研究者らは、さまざまな種類の振動を分類することで、それらが地球の磁場にどのような影響を与えるかをよりよく理解できるようにしたいと考えている。

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極近くの空を舞う見事なオーロラは、太陽風によって運ばれるプラズマ エネルギーが地球の磁場、つまり磁気圏とどのように相互作用するかを示す 1 つの例です。

カラフルな光のディスプレイを生み出すだけでなく、私たちの磁気圏が太陽風の影響を受けるときに発生する波も、宇宙天気を破壊する原因となり、衛星、通信、宇宙飛行士に危険をもたらす可能性があります。

「音声分析は、プラズマ波の理解に新たな次元を加える可能性があります。」

プラズマ波の特徴を明らかにすることは、宇宙気象災害の予測を改善するのに役立つ可能性があります。 しかし、コンピュータでも空間の背景雑音の中から同時に多数の振動を分離するのに苦労しているため、それらを研究することは過去に困難であることが判明しました。

「これらのプラズマ波は非常に複雑です」と、HARPプロジェクトには関与していないボストン大学の天文学者ウェン・リー氏は言う。 「何十年にもわたる研究を経ても、それらがどのように機能するかについてはまだ多くの疑問が残っています。」 研究者らが解明したい未知の一つは、なぜ一部のプラズマ波が他のプラズマ波よりも宇宙環境とより強く相互作用するのかということだ。 「音声分析は、これらの波に対する私たちの理解に新たな側面を加える可能性があります」とリー氏は語った。

人間の耳のためにプラズマ波の音を増幅するために、研究者らはソニフィケーションと呼ばれる技術を使用して、NASA の THEMIS ミッション (サブストーム中のイベントとマクロスケール相互作用の時刻歴) によって収集された長年にわたる電磁測定を高速化しました。このミッションは、地球上を飛行するために 5 つの衛星を配備しました。 2007年の磁気圏。

2018年に遡り、アーチャー氏は高校生を対象にプロジェクトの小規模バージョンを試行し、高校生たちは地球の磁気圏内で反響する一連の太陽嵐を確認した。 それぞれの嵐は大きな衝撃音のように聞こえ、その後、磁力線が再調整されるにつれて徐々に音程が下がっていく汽笛が聞こえました。 「宇宙科学者たちは、これまでこのような音についてほとんど議論したことがありませんでした」とアーチャー氏は言う。 「データを聞いていると、嵐が私たちに突然現れましたが、プロットでは見逃しがちでした。」

この発見以来、NASA の支援を受けて、HARP チームは音響の専門家と協力して、人々が波形を強調表示したりコメントしたりできるインターフェイスを作成してきました。 研究者らはボランティアたちに音声を聞いて、その音が形のない静的なノイズなのか純音なのかなど、聞こえた内容を説明するよう求めている。

ラジオや DJ の経歴を持つアーチャー氏は、ミュージシャンが使用するテクニックを借用することがこのプロジェクトの基本だったと語った。 「これらのデータの方が私たちの耳に適しているのではないかと思いつきました。」

「これらの波を聞くと、本当に生命が吹き込まれます」と、NASAゴダード宇宙飛行センターの太陽物理学者であり、HARPプロジェクトには関与していないTHEMISミッションサイエンティストであるデイビッド・シベック氏は語った。 シベック氏は、このミッションによって収集された膨大なデータは、科学者たちにとって自ら分析するのが困難であると述べた。