Услышьте завораживающие звуки Вселенной через космический телескоп Уэбба

Новые треки объединяют науку и искусство, улучшая опыт для слепых и слабовидящих сообществ

Группа экспертов, включая ученых и музыкантов, создала новый способ изучения изображений и данных

” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>exoplanet WASP-96 b. All of them allow listeners to pick out key features and experience the data in a new way.

Using sound to explore some of the first full-color infrared images and data from NASA’s James Webb Space Telescope. Credit: NASA

NASA Webb’s First Full-Color Images, Data Are Set to Sound

NASA offers a unique, immersive way to explore some of the first full-color infrared images and data from the James Webb Space Telescope – through sound. Listeners can enter the intricate soundscape of the Cosmic Cliffs in the Carina Nebula, explore the contrasting tones of two images that depict the Southern Ring Nebula, and identify the individual data points in a transmission spectrum of WASP-96 b, a hot gas giant exoplanet.

“Music taps into our emotional centers,” said Matt Russo, a musician and physics professor at the University of Toronto. “Our goal is to make Webb’s images and data understandable through sound – helping listeners create their own mental images.”

A team of scientists, musicians, and a member of the blind and visually impaired community worked to adapt Webb’s data, with support from the Webb mission and NASA’s Universe of Learning.

Webb’s Cosmic Cliffs Sonification

Предоставлено: Изображение: NASA, ESA, CSA и STScI; Производство специальных возможностей: НАСА, ЕКА, CSA, STScI и Кимберли Арканд (CXC/SAO), Мэтт Руссо и Эндрю Сантагуида (SYSTEM Sounds), Куен Харт (STScI), Клэр Блом (STScI) и Кристин Малек (консультант).

Эксперты сопоставили изображение Космических скал в туманности Киля в ближнем инфракрасном диапазоне, полученное телескопом Уэбб НАСА, с симфонией звуков. Музыканты присвоили уникальные ноты полупрозрачным, дымчатым областям и очень плотным областям газа и пыли в туманности, в результате чего получился жужжащий звуковой пейзаж.

Сонификация сканирует изображение слева направо. Яркий и насыщенный саундтрек представляет детали этой гигантской газовой полости, похожей на горный хребет. Газ и пыль в верхней половине изображения представлены синими оттенками и сопровождаются ветреными, похожими на гул звуками. Нижняя половина изображения, представленная румяными оттенками оранжевого и красного цветов, имеет более четкую и мелодичную композицию.

Чем ярче свет на изображении, тем громче звук. Вертикальное положение света также определяет частоту звука. Например, яркий свет в верхней части изображения звучит громко и высоко, а яркий свет в середине — громко и низко. Более тусклые, запыленные области, которые кажутся ниже на изображении, представлены более низкими частотами и более четкими, неискаженными нотами.

Озвучивание туманности Южное кольцо Уэбба

Авторы и права: НАСА, ЕКА, CSA и STScI; Производство специальных возможностей: НАСА, ЕКА, CSA, STScI и Кимберли Арканд (CXC/SAO), Мэтт Руссо и Эндрю Сантагуида (SYSTEM Sounds), Куен Харт (STScI), Клэр Блом (STScI) и Кристин Малек (консультант).

Телескоп Уэбба НАСА обнаружил два вида туманности Южное кольцо, и каждый из них был адаптирован для звука. Тот, что слева (NIRCam), находится в ближнем инфракрасном диапазоне, а вид справа (MIRI) — в среднем инфракрасном диапазоне.

В этой сонификации цвета изображений были сопоставлены с высотой звука — частоты света, преобразованные непосредственно в частоты звука. Ближний инфракрасный свет представлен более высоким диапазоном частот в начале трека. В середине ноты меняются, становясь в целом ниже, чтобы отразить, что средний инфракрасный диапазон включает в себя более длинные волны света.

Слушайте внимательно на 15-й и 44-й секундах. Эти заметки совпадают с центрами изображений в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне, где появляются звезды в центре «действия». На изображении в ближнем инфракрасном диапазоне, с которого начинается трек, отчетливо слышна только одна звезда с более громким лязгом. Во второй половине трека слушатели услышат низкую ноту непосредственно перед более высокой нотой, что означает, что две звезды были обнаружены в среднем инфракрасном диапазоне. Нижняя нота представляет более красную звезду, создавшую эту туманность, а вторая — звезду, которая кажется ярче и крупнее.

Сонификация экзопланеты Уэбба WASP-96 b

Предоставлено: Изображение: NASA, ESA, CSA и STScI; Производство специальных возможностей: НАСА, ЕКА, CSA, STScI и Кимберли Арканд (CXC/SAO), Мэтт Руссо и Эндрю Сантагуида (SYSTEM Sounds), Куен Харт (STScI), Клэр Блом (STScI) и Кристин Малек (консультант).

Телескоп Webb НАСА наблюдал за атмосферными характеристиками планеты. Горячий газовый гигант экзопланеты WASP-96 b – который содержит явные признаки воды. Отдельные точки данных полученного спектра передачи были преобразованы в звук.

При ультразвуковой обработке спектр сканируется слева направо. Снизу вверх ось Y варьируется от менее до более заблокированного света. По оси x от 0,6 мкм слева до 2,8 мкм справа. Шаги каждой точки данных соответствуют частотам света, которые представляет каждая точка. Более длинные волны света имеют более низкие частоты и воспринимаются как более низкие частоты. Объем указывает количество света, обнаруженного в каждой точке данных.

Звук падающих капель воды используется для представления четырех водных сигнатур. Эти звуки упрощают данные — вода определяется как сигнатура, имеющая несколько точек данных. Звуки выравниваются только по самым высоким точкам в данных.

Преобразование данных в звук

Хотя эти звуковые дорожки предназначены в первую очередь для слепых и слабовидящих слушателей, они предназначены для того, чтобы заинтересовать любого, кто настроится на них. «Эти композиции предлагают другой способ восприятия подробной информации из первых данных Уэбба. Подобно тому, как письменные описания являются уникальными переводами визуальных образов, сонификация также переводит визуальные образы путем кодирования информации, такой как цвет, яркость, расположение звезд или признаки поглощения воды, в виде звуков», — сказал Куйен Харт, старший научный сотрудник в области образования и работы с общественностью. Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. «Наша команда стремится сделать астрономию доступной для всех».

Этот проект имеет параллели с «эффектом бордюра», требованием доступности, которое поддерживает широкий круг пешеходов. «Когда бордюры убираются, это приносит пользу в первую очередь людям, передвигающимся в инвалидных колясках, а также тем, кто ходит с тростью, и родителям, толкающим коляски», — объяснила Кимберли Арканд, ученый-визуализатор из рентгенологического центра «Чандра» в Кембридже, штат Массачусетс, возглавлявшая исследование. первоначальный проект озвучивания данных для НАСА и теперь работает над ним от имени НАСА «Вселенная обучения». «Мы надеемся, что эти озвучивания охватят столь же широкую аудиторию».

Предварительные результаты опроса, проведенного Арканом, показали, что слепые или слабовидящие люди, а также зрячие люди сообщили, что узнали что-то об астрономических изображениях, слушая их. Участники также поделились, что слуховые переживания глубоко резонировали с ними. «Реакция респондентов была разной — от благоговейного страха до легкого нервозности», — продолжил Аркан. «Одна важная находка была сделана зрячими людьми. Они сообщили, что этот опыт помог им понять, как слепые или слабовидящие люди по-разному получают доступ к информации».

Следует отметить, что эти треки не являются реальными звуками, записанными в космосе. Вместо этого Руссо и его коллега, музыкант Эндрю Сантагуида, сопоставили данные Уэбба со звуком, тщательно сочинив музыку, чтобы точно представить детали, на которых команда хотела бы, чтобы слушатели сосредоточились. В некотором смысле эти озвучивания можно рассматривать как современный танец или абстрактную живопись — они преобразуют изображения и данные Уэбба в новую среду, чтобы заинтересовать и вдохновить слушателей.

Кристин Малек, член сообщества слепых и слабовидящих, которая также поддерживает этот проект, сказала, что воспринимает звуковые дорожки несколькими чувствами. «Когда я впервые услышал звуковое сопровождение, меня поразило интуитивное, эмоциональное ощущение, которое, как я себе представляю, испытывают зрячие люди, когда смотрят в ночное небо».

Есть и другие важные преимущества этих приспособлений. «Я хочу понять каждый нюанс звука и каждый выбор инструмента, потому что это в первую очередь то, как я воспринимаю изображение или данные», — продолжил Малек. В целом команда надеется, что озвучивание данных Уэбба поможет большему количеству слушателей почувствовать более сильную связь со Вселенной и вдохновит всех следить за предстоящими астрономическими открытиями обсерватории.

Являясь ведущей в мире обсерваторией космических наук, космический телескоп Джеймса Уэбба будет разгадывать тайны нашей Солнечной системы, заглядывать за пределы далеких миров вокруг других звезд и исследовать таинственные структуры и происхождение нашей Вселенной и наше место в ней. Webb — это международная программа, возглавляемая НАСА совместно с его партнерами, ЕКА (Европейское космическое агентство) и CSA (Канадское космическое агентство).

Эти озвучивания являются результатом сотрудничества между космическим телескопом Джеймса Уэбба и программой НАСА «Вселенная обучения». Рентгеновский центр Chandra (CXC) возглавляет сонификацию данных в качестве партнера НАСА «Вселенная обучения». Научные эксперты, связанные с миссией Уэбба, делятся своим опытом наблюдений, данных и целей Уэбба.

Вселенная обучения НАСА является частью программы NASA Science Activation от Управления научной миссии в штаб-квартире НАСА. Программа Science Activation объединяет научных экспертов НАСА, реальный контент и опыт, а также лидеров сообщества таким образом, что активизирует умы и способствует более глубокому пониманию нашего мира и за его пределами. Благодаря своей прямой связи с наукой и экспертами, стоящими за наукой, Вселенная обучения НАСА предоставляет ресурсы и опыт, которые позволяют молодежи, семьям и учащимся на протяжении всей жизни исследовать фундаментальные вопросы науки, узнавать, как делается наука, и открывать вселенную для себя. .

Учебные материалы НАСА «Вселенная обучения» основаны на работе, поддерживаемой НАСА в соответствии с соглашением о сотрудничестве номер NNX16AC65A с Научным институтом космического телескопа, работающим в партнерстве с Калифорнийским технологическим институтом / IPAC, Центром астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт и Лаборатория реактивного движения.