"برسفيرنس" تكشف أن سرعة الصوت على المريخ تختلف عنه على الأرض

وجدت المركبة الفضائية "برسفيرنس" التابعة لوكالة الفضاء الأميركية "ناسا" أن الصوت ينتقل على الكوكب الأحمر بشكل أبطأ بكثير مما هو على الأرض ويتصرف بطرق غير متوقعة تؤثر على التواصل على الكوكب.

وبحسب موقع "سبيس"، تتحرك الموجات الصوتية عبر الغلاف الجوي للمريخ بشكل أبطأ مما تفعله على الأرض. ويعتبر ذلك أمر منطقي لأن سرعة الصوت تعتمد على كثافة المادة التي تنتقل عبرها الموجات الصوتية (بالإضافة إلى بعض المتغيرات الأخرى بما في ذلك درجة الحرارة). 

ففي الغلاف الجوي للأرض، عندما تكون درجة الحرارة 20 درجة مئوية، ينتقل الصوت بسرعة 343 مترًا في الثانية، ولكن في وسط الماء الأكثر كثافة، يتحرك بسرعة 1480 مترًا في الثانية، وفقًا إلى "سينس أليرت". 

ويعتبر الغلاف الجوي للمريخ أرق بمئة مرة من الغلاف الجوي للأرض، لذلك يتحرك الصوت ببطء أكبر بكثير، حيث ينتقل بسرعة 240 مترًا في الثانية، بحيث "سينس أليرت". 

اختلافات جديدة 

لكن المركبة "برسفيرنس" التي هبطت على الكوكب الأحمر في فبراير/ شباط 2021، اكتشفت بعض الاختلافات حول الصوت على المريخ الذي لم يتوقعه العلماء، وفقًا لدراسة جديدة قدمت في المؤتمر 53 لعلوم القمر والكواكب في وقت سابق من هذا الشهر.

وكشفت الاختبارات التي أجراها فريق من العلماء من مختبر لوس ألاموس الوطني، إحدى منشآت وزارة الطاقة الأميركية في نيو مكسيكو، اعتمادًا على بيانات جمعتها المركبة "برسفيرنس" أن الصوت ذا النغمة الأعلى ينتقل على سطح المريخ أسرع من النغمات المنخفضة، وهو شيء لم يسبق له مثيل أو تمت ملاحظته في أي مكان آخر.

لماذا يختلف انتقال الصوت على المريخ؟

ويشرح العلماء إن هذا السلوك الغريب يمكن تفسيره بالتقلبات الحرارية في أول 10 كيلومترات من الغلاف الجوي للمريخ فوق سطح الكوكب. فأثناء النهار، عندما تضرب أشعة الشمس صخرة المريخ وتدفئها، تحرك المسودات الحرارية والاضطرابات هذه الطبقة من هواء الكوكب، والمعروفة أيضًا باسم طبقة الحدود الكوكبية. 

ويغير هذا من سلوك جزيئات ثاني أكسيد الكربون. يحتوي الغلاف الجوي للمريخ على 96% من ثاني أكسيد الكربون، لكن الضغط الجوي هناك منخفض جدًا. في المقابل، يحتوي الغلاف الجوي للأرض الأكثر كثافة على 0.041% فقط من ثاني أكسيد الكربون.

خصائص الغلاف الجوي الفريدة

وكتب الباحثون في ورقة قدمت في المؤتمر أنه "نظرًا للخصائص الفريدة لجزيئات ثاني أكسيد الكربون عند الضغط المنخفض، فإن المريخ هو الغلاف الجوي الوحيد للكوكب الأرضي في النظام الشمسي الذي يشهد تغيرًا في سرعة الصوت في منتصف النطاق الترددي المسموع أي بين 20 هرتزًا و20000 هرتز. 

وعندما تكون ترددات الصوت أعلى من 240 هرتز، "لا تملك أنماط الاهتزازات التي تنشط بالتصادم لجزيئات ثاني أكسيد الكربون وقتًا كافيًا للاسترخاء، أو العودة إلى حالتها الأصلية"، كما قال الباحثون. وبالتالي تنتقل الموجات الصوتية ذات الترددات الأعلى أسرع من الترددات المنخفضة أسرع بـ 10 أمتار في الثانية.

وعمليًا فعلى سطح المريخ يمكن استماع الموسيقى ذات النغمة الأعلى قبل الاستماع إلى الأصوات ذات النغمة المنخفضة.

ويخطط الفريق لمواصلة استخدام بيانات ميكروفون "سوبر كام" الموجود على مركبة برسفيرنس لمراقبة كيفية تأثير التغيرات اليومية والموسمية على سرعة الصوت على سطح المريخ.

أول مقطع صوتي من المريخ

وحطت المركبة على المريخ في فبراير/ شباط 2021 بعد رحلة فضائية استمرّت سبعة أشهر في مهمة بحثًا عن أدلّة على حياة سابقة محتملة على الكوكب الأحمر.

وهبطت المركبة الضخمة في فوهة جيزيرو التي يعتقد العلماء أنّها كانت تحتوي على بحيرة قبل 3.5 مليارات سنة والتي تعتبر أخطر موقع هبوط على الإطلاق بسبب تضاريسه.

وبعد يومين على هبوطها نشرت وكالة الفضاء الأميركية أول مقطع صوتي من المريخ تمكنت  المركبة من التقاطه. وكان المقطع عبارة عن صوت رياح خفيفة.

أما أحد الأهداف الرئيسة للمركبة فهو جمع عينات من الصخور والأتربة والغبار عن سطح المريخ والتي ستُعاد إلى الأرض في مهمات مستقبلية، بهدف دراستها بشكل مفصّل.

وحتى الآن، جمعت "برسفيرنس" عينتين عن سطح الكوكب باستخدام مروحية Ingenuity، التي تعمل كشافة جوية، للعثور على أهدافها التي تستحق المعاينة.

وتشير وكالة الفضاء الأميركية إلى أنه منذ استئناف عمل المركبة الجوالة يوم 25 أكتوبر/ تشرين الأول بعد إجازة قصرية لمدة أسبوعين بسبب حدوث ظاهرة فلكية تُعرف باسم الاقتران الشمسي، تبحث "بريفيرنس" في بعض النتوءات الصخرية في منطقة فوهة جيزيرو.