For at afsløre hemmelighederne bag exoplaneter, prøv at lytte til dem

Fra nedbørsmønstre til aktiekursudvikling, den sædvanlige måde at analysere data, der viser, at noget ændrer sig over en periode, er at sætte det ind i en grafik. At gøre data visuelt gør det normalt meget nemmere at forstå tendenserne – men ikke altid.

Når du prøver at sammenligne forskellige datasæt på samme tid, for eksempel, X- og Y-akserne i en graf bliver hurtigt begrænsende. Grafer er også ofte mere nyttige til overvejet analyse foran en computer, end når du forsøger at følge noget i realtid.

En måde at omgå disse problemer på er at konvertere dataene til forskellige tonehøjder af lyd. Kendt som sonificering, dette fremskynder analysen ved at give lyttere mulighed for at sammenligne flere datasæt samtidigt. Og fordi det menneskelige øre kan registrere små ændringer i lyd på tværs af en lang række frekvenser, vi kan ofte opdage uventede mønstre meget lettere ved at lytte til data end at se på dem.

Faktisk, vi har brugt sonificering til at studere visse former for information i årtier. Siden 1950'erne har seismologer brugt det til at analysere jordskælvsdata, da det hjælper dem med at skelne mellem jordskælv og atomeksplosioner. I mellemtiden den bruges i roning til at lade roere lytte i realtid til glatheden af ​​deres slag og justere deres teknik derefter. Dette er blevet brugt med succes af australske, tyske og svenske olympiske mandskaber, for eksempel.

Et område, hvor sonificering ikke er blevet brugt, men har stort potentiale, er studiet af exoplaneter - planeter, der kredser om andre stjerner end vores sol. Vi er ved at udvikle et system til dette og tror på, at det i de kommende årtier kan gøre en kæmpe forskel for, hvor godt vi forstår verdener ud over vores egen.

Rum lyd

Sonificering er blevet brugt i rumforskning i studiet af solvind, at etablere en meget mere nøjagtig måde at bestemme oprindelsen af ​​koronale masseudstødninger, som er store eksplosioner af plasma og magnetfelt fra solen. Sandsynligvis den mest mindeværdige nyere anvendelse inden for astronomi, imidlertid, har været gravitationsbølger, hvis eksistens blev demonstreret gennem lyd. Professor Brian Greene, hvem ledede opdagelsen, sagde sonificering var "fremtiden for at studere kosmos" og den eneste måde at skelne visse aspekter af universet på.

Vores projekt fokuserede oprindeligt på at sonificere vores solsystem, men er nu optaget af at anvende teknikken på exoplaneter, inklusive deres masse, størrelse, bevægelse, bevægelseshastighed, aksehældning, atmosfæriske forhold og deres atmosfæres kemiske egenskaber. Vores arbejde tyder på, at sonificering af disse datasæt gør det nemmere og hurtigere at genkende interessante mønstre.

Så hvordan ville dette fungere? I løbet af de næste par år vil vi bygge et surround-sound-miljø for at gøre det muligt for lyttere at "stå" i centrum af et givet solsystem. Ved at lytte til data fra planeternes forskellige baner, astronomer vil være i stand til at bestemme de hastigheder, som exoplaneter bevæger sig med, og tyngdekraftens virkninger, når exoplaneter justerer sig, blandt andet.

De vil være i stand til at høre varianser på grund af naturlig forvrængning, der opstår, når to lyde interagerer i det samme rum - som du kan høre nedenfor fra et klip af sonificeringsarbejde, vi lavede på de fire indre planeter i vores solsystem.

Ved at integrere lyddataene fra moderstjernen, astronomer vil være i stand til at høre forskelle mellem et fald eller en forstærkning i soloutput. Dette ville gøre det lettere at afgøre, om det var forårsaget af et soludbrud eller af en planet, der passerede.

Det kan også være muligt at finde beviser for uopdagede planeter i et solsystem ved at høre deres gravitationspåvirkning gennem uventede lyde i banerne eller atmosfæriske data fra andre planeter i et system. Astronomer ville så være i stand til at pege et teleskop i den rigtige retning for at forsøge at finde kilden.

Exo i forening

Sonificering kan også bruges til at sammenligne forskellige solsystemer ved at lægge deres datasæt i flere lag. Engang astronomer "lyttede" til en række systemer i forening, de ville vænne sig til en bestemt sonisk signatur for hver enkelt fra summen af ​​lydene fra solaktiviteten og planeterne i systemet. Anomalier og forskelle ville hjælpe med at henlede opmærksomheden på tendenser.

Astronomer ville også være i stand til at spare tid ved at gennemgå store mængder data samtidigt. Vi ser en kraftig stigning i opdagelsen af ​​exoplaneter, hvilket betyder, at der er flere og flere sæt data at håndtere. Alene i år, omkring 1, 000 new planets have been added to the database – and the rate of discovery is likely to rise further in the near future as detection techniques keep improving.

Kort sagt, sonification has huge potential in deepening our understanding of exoplanets across the universe. In years to come it should become an additional tool for revealing the secrets beyond our solar system. We like to say that seeing is believing, but hearing could be the key to truly understanding our universe.

This article was originally published on The Conversation. Læs den originale artikel.