Astronomía acústica para escuchar el Universo

Nosotros, los seres humanos, recibimos informaciones de nuestro entorno principalmente por los ojos, la luz, que es radiación electromagnética en el rango de la longitud de onda entre 400 y 800 µm. Esto vale en particular para los astrónomos que reciben noticias del Universo vía ondas electromagnéticas, no solo en el rango visual, sino a través de todo el espectro, desde las más energética rayos γ y X hasta las ondas más largas en el rango radio. Todas estas ondas se propagan naturalmente por el espacio, atravesando las distancias enormes en el Universo, y permiten captar imágenes galaxias, nubes de gas y polvo, cúmulos, estrellas planetas y otros objetos del sistema solar, hasta lo más lejano posible: el fondo cósmico de 3K que nos dice algo sobre el origen del Universo.

¿Y las ondas acústicas? ¿Qué tienen que ver con astronomía? En las clases de física aprendimos que el sonido solo se propaga en aire: En el espacio no hay aire, y por eso ningún sonido se propaga allí. ¿Cómo puede existir una "astronomía acústica"?

¡Si, existe! Hay una gran variedad de sonidos que se originan en el espacio, desde el sistema solar (Sol, Júpiter, Saturno y sus satélites) hasta lejanos pulsares.


El origen de estos sonidos es bastante variado: Algunos de ellos son fenómenos acústicos en la atmósfera de la Tierra, relacionado al impacto de cuerpos o partículas espaciales. Por ejemplo, si un meteoro traspasa los capas superiores de la atmósfera, emite no solo luz (por la ionización del aire, como "estrella fugaz") sino también sonidos. Varios ejemplos de puede escuchar, y en algunas puede apreciar el efecto Doppler: Un meteoro se acerca al observador (tono más alto), pasa, y se aleja (tono más bajo). – Otra posible fuente de sonidos naturales son las auroras boreales, un fenómeno en forma de brillo o luminiscencia que aparece en el cielo nocturno, usualmente en zonas polares. Una aurora boreal se produce cuando el viento solar choca con los polos norte y sur de la magnetósfera terrestre, produciendo una luz difusa en la ionosfera terrestre. Las partículas cargadas del viento solar (protones y electrones) son guiadas por el campo magnético de la Tierra e inciden en la atmósfera cerca de los polos. Cuando esas partículas chocan con los moléculas de oxígeno y nitrógeno del aire, los excitan a niveles de energía, de forma que cuando se desexcitan devuelven esa energía en forma de luz visible de varios colores. Muchas veces, esto fenómeno está acompañado por silbidos en el rango perceptible por nuestros oídos (20 – 20000 Hz).


Registros de sonidos reales existen también de sondas espaciales, por ejemplo durante es descenso de la sonda Huygens en la atmósfera de Titán, el satélite más grande de Saturno. Pero la mayoría de los registros de sonidos provenientes del sistema solar son ondas de plasma, que se originan en la interacción del viento solar con la magnetósfera de un planeta (Júpiter, Saturno y sus satélites). Por eso, son ondas electromagnéticas, con frecuencias que corresponden al rango acústico, y por eso pueden ser transformado en sonidos y escuchados por nosotros. Esto se refiere a naves Voyager y otros, acercándose a la magnetósfera de un planeta, a relámpagos en la atmósfera alta del los planetas gigantes y a otros fenómenos violentos en sus atmósferas.


El mismo fenómeno se puede observar en una erupción solar que es una violenta explosión en la superficie del Sol con una energía equivalente a decenas de millones de bombas de hidrógeno. Las erupciones solares tienen lugar en la corona solar y la cromósfera. La mayoría de las erupciones suceden alrededor de manchas solares, donde emergen intensos campos magnéticos de la superficie del Sol hacia la corona. Muchas erupciones tardan sólo unos minutos en liberar su energía, produciendo radiación electromagnética en todas las longitudes de onda del espectro electromagnético, desde largas ondas de radio a los más cortos rayos γ. Si su frecuencia corresponde al rango de la percepción acústica, se puede transformar su señal en sonido y así "escuchar el Sol".


Finalmente, uno de los fenómenos acústicos más impresionantes es la rotación rápida de los pulsares, estrellas pequeñas (diámetro entre 10 y 20 km), que resultaron de una explosión supernova. Son estrellas neutrones con un intenso campo magnético que induce la emisión de pulsos de radiación electromagnética a intervalos regulares relacionados con el período de rotación del objeto. Las estrellas de neutrones pueden girar sobre sí mismas hasta varios cientos de veces por segundo, una frecuencia que corresponde al rango de nuestra percepción acústica. Por eso, el registro radio de un pulsar, trasformado en una onda de sonido, nos permite escuchar un tono muy definido, y pulsares con más corta periodo de rotación "emiten" tonos más altos. El récord tiene actualmente el púlsar PSR J1748-2446ad, su período es de 1.39 milisegundos = 716 Hz, un poco más alto que la nota fa4, dentro del rango de una cantante soprano lírico. En el enlace mencionado pueden escuchar el púlsar PSR 1937+21 que rota con un periodo de 1.56 milisegundos o 642 Hz, y varios otros ejemplos.